Brevet FR2148338A1 — publié le 19730323

L'invention concerne un servo-verin à retour mécanique destiné, en particulier, à commander l'orientation d'un mécanisme. La commande d'une telle orientation se fait e. général un signal électrique qui doit actionner de manière biunivoque des moyens de déplacement, par exemple hydrauliques. La position désirée doit être obtenue rapidement et de manière sûre et doit subsister tant que le signal électrique de commande qui est fourni -a la même valeur. De plus, l'intensité w courant de commande et ses variations étant faibles, le système doit comprendre des moyens amplificateurs du signal et de ses variations. Pour ce faire, il est connu d'appliquer le signal électrique variable à la commande d'un électrodistributeur alimentant un vérin qui produit l'orientation du mécanisme. Le mouvement est arrêté lorsqu'un signal électrique de détection de position annule le signal de commande. Cependant une telle commande qui exige une channe de retour électrique est trop onéreuse pour l'utilisation sur un apparoil qui ne nécessite pas de performances exceptionnelles. L'invention se propose de fournir un nouveau système de commande simplifié qui permette une commande sûre et précise même avec de faibles variations du signal de commande et qui ne nécessite pas de réglage autre que celui correspondant au zéro de position de la gouverne et au gain de l'ensemble. cet effet, l'invention concerne un servo-vérin à retour mécanique commandé par un signal électrique tariable, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'obturation variables d'une chambre alimentée en fluide sous pression et cans laquelle se déplace un tiroir, lesdits moyens d'obturation étant commandés par un moteur-couple ou un solénoïde recevant ledit signal électrique de commande, une seconde chambre dans laquelle se déplace un vérin d dissymétrique, le tiroir étant agencé pour, au cours de son déplacement, mettre ladite seconde chambre en communication, soit avec une source de haute pression, soit avec une source de basse pression, de manière à produire un détlace- ment du vérin canc un sens ou dans l'autre, le tiroir et le vé- rin étant chacun relies és à un flasque, lesdits flasques étant agencés pour se déplacer coaxialement et des moyens élastiques intercalés entre eux tendant à les écarter l'un de l'autre. De préférence, le vérin et le tiroir ont des déplacements parallèles et sont chacun @n appui sur leur flasque respectif. Dans une forme de réalisation particulière, les déplacements du vérin et au tiroir sont coaxiaux. Avec un tiroir et un vérin à déplacement parallèles, un déplacement du tiroir sous la commande du signal provoque un déplacement correspondant du flascue du tiroir ainsi qu'un dé- placement on sens inverse de la tie du vélin et du deuxième flasque. Ce second déplacement, par l'intermédiaire des moyens élastiques, ramène le flasque du tiroir et, donc, le tiroir lui-même, à leurs positions d'origine de sorte que, le signal étant maintenu, il s'établit un équilibre pour le vérin qui n'est fonction que de l'amplitude du signal et de la raideur du ressort.On démontre d'ailleurs facilement que la relation entre l'amplitude du signal et le déplacement final correspon- dant du vérin, biunivoque, est linéaire. Les moyens d'obturation variables peuvent être constitués d'une palette. Des moyens peuvent être prévus pour régler mécaniquement la position de la palette correspondant à la position zéro du système pour une commande nulle. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'un servo-véri@ selon l'invention, description faite en se référant au dessin annexé dont la figure unique en est une vue en coupe longitudinale. Le signal de commande est appliqué à un moteur-couple , ou un solénoïde qui entraîne une palette 2 obturant l'entrée 3 d'une chambre 4 reliée à l'alimentation haute-pression, par ' termédiaire d'un étra@ @lement (non re @ésenté).Un tiroir 5 se dé@@ace dans 1 chambre 4 sous l'action des variations de pression introduites par le déplacement de la palette 2. Cet ensemble constitue an potentiomètre hydraulique.Le tiroir 5 est en appui sur un flasque ó se déplaçant dans une chambre 7 Le tiroir 5 est agencé pour, au cours de son déplacement, mettre une chambre C en communication soit avec l'alimentation haute-pression Cw, soit avec un retour basse-pression 10. Dans la chambre 8 se déplace une tige de vérin 11, sous l'action des variations de pression dans la chambre o. La chambre arrière du vérin est alimentée à une pression constante. Par l'intermédiaire d'une tringlerie 12, la tige de vérin 11 est en appui sur un second flasque 13 se déplaçant aans la chambre 7 coaxiale ment au flasque 6.Un ressort de compression 14 est intercalé entre les flasques 6 et 13. Le fonctionnement est le suivant Lorsque le courant de commande provoque 1'écartement de la palette 2, l'orifice 3 est libéré et la pression diminue dans la chambre 4 et le tiroir se déplace vers la droite (comme vu sur la figure). Ce déplacement produit la mise en communication de la chambre 8 avec l'alimentation haute-pression 9 et la pression croit dans la chambre 8.Cette augmentation de pression provoque un déplacement de la tige Il vers la gauche (comme vu sur la figure) et le flasque 13 est repoussé d'autant par le ressort 14. Du fait de la liaison des flasques 13 et 6 par l'intermédiaire du ressort 14, le flasque 6 et le tiroir 5 sont ramenés à leurs positions d'origIne, jusqu'à suppression de la mise en communication de la chambre 8 avec la haute-pression 9. A l'issue du régime transitoire, le vérin s'arrête . une position décalée d'une distance AH de sa position zéro. La force transmise au flasque b par le ressort 14 équillbre la force développée par la pression sur le tiroir 5e Si le moteur-couple 1 reçoit un courant d'intensité i, il se produit au niveau de l'orifice 3 une force F = K1i, proportionnelle à l'intensité. Le potentiomètre hydraulique transforme cette force en une force P qui est équillbrée par la force de retour K#H, K étant la raideur du ressort 14. On a donc : K#H = K2 (K1i) et : #H = E3s avec Le déplacement résultant est proportionnel å l'ordre d'entrée et l'asservissement est bien linéaire. La distance H entre un point 15 de la tige Il et un point 16 fixe du système aura donc augmenté de cette valeur #H fonction de la raideur K du ressort et de l'intensité i du courant de commande. Le point 15 peut être le point mobile du mécanis- me à orienter et le point 16 être le point fixe ou réciproquement. Un déplacement en sens inverse (rapprochement) de la palette 2, provoque un déplacement de la tige Il dans le sens contraire grtce à la mise sous basse pression de la chambre 8 lorsque le tiroir S se déplace vers la gauche (comme vu sur la figure). le gain d'ensemble peut être ajusté par une résistance montée en série sur l'alimentation du moteur-couple 1 (ou du solénoide). le réglage du zéro peut être obtenu en agissant sur la palette par l'intermédiaire d'un ressort de réglage 17 commandé par une vis 18. R E V E N P I O A i I O N S 1.- Servo-vérin à retour mécanique commandé par un signal électrique variable, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'obturation variables d'une chambre alimentée en fluide sous pression et dans laquelle se déplace un tiroir, lesdits moyens d'obturation étant commandés par un moteur-couple ou un solénoïde recevant ledit signal électrique de commande, une seconde chambre dmss laquelle se déplace un vérin dissymétrique, ledit tiroir étant agencé pour, au cours de son déplacement, mettre ladite seconde chambre en communication soit avec une source de haute pression, soit avec une source de basse pression, de manière à produire un déplacement du vérin dans un sens ou dans l'autre, le tiroir et le vérin étant chacun reliés à an flasque, lesdits flasques étant agencés pour se déplacer coaxialement et des moyens élastiques interposé s entre eux tendant à les écarter l'un de l'autre. 2.- Servo-vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le vérin et le tiroir ont des déplacements parallèles et sont chacun solidaires de leur flasque respectif. .- Servo-vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les déplacements du vérin et du tIroir sont coa xiaux. 4.- Servo-vérin selon l'une des revendications -S à 3, caractérisé par le fait que les moyens d'obturation variables sont constitués par une palette. 5.- Servo-vérin selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens élastiques reliant les flasques entre eux sont constitués d'un ressort de compression. 6.- Servo-vérin selon la revendication 4', caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de réglage du zéro de la palette. 7.- Servo-vérin selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend une résistance montée en série sur l'alimentation du moteur-couple ou du solénoïde.