Brevet FR2394682A1 — publié le 19790112

L'invention concerne une servo-commande electrique à mouvement rectiligne, en particulier, mais non exclusivement, pour actionner le dispositif de coupure de l'arrivée de combustible à un moteur diesel. Un dispositif de servo-commande à mouvement rectiligne suivant l'invention comprend : un carter, une tige pouvant prendre un mouvement de translation rectiligne par rapport au carter et agencée pour etre raccordée à un appareil à commander, un moteur électrique porté par le carter, un dispositif d'entrainement à vis et écrou accouplant la tige à la sortie de mouvement dudit moteur électrique de telle sorte que le fonctionnement du moteur déplace axialement la tige dans un sens depuis une position de repos vers une position active et un électro-aimant porté par le carter et disposé de façon à retenir la tige dans ladite position active. Suivant une disposition préférentielle, il est prévu un contact électrique qui peut être actionné par ladite tige en arrivant à sa position active pour couper l'alimentation électrique dudit moteur. Suivant une disposition avantageuse, ladite tige est ramenée à sa position de repos par un ressort après coupure de l'excitation dudit électro-aimant. Le dessin annexé est une coupe schématique representant une servo-commande électrique à mouvement rectiligne suivant un exemple de réalisation de l'objet de l'invention. Comme on le voit en se reportant au dessin, la servocommande électrique à mouvement rectiligne comporte un carter tubulaire 11 dans lequel une tige 12 est montée coulissante. La tige 12 dépasse extérieurement de l'une des extrémités du carter 11 pour se raccorder à l'appareil à actionner. Au voisinage immédiat d'une des extrémités du carter 11, il y a un moteur électrique 13 qui entoure la tige 12 et dont la sortie de mouvement se fait par un arbre creux 14 centré sur l'axe du carter 11 et traversé par la tige 12. L'arbre creux 14 entraine trois billes 16 espacées les unes par rapport aux autres d'angles égaux et dont une seule est représentée sur le dessin.Les trois billes sont logées dans des évidements correspondants de l'arbre creux 14 qu'elles traversent en dépassant intérieurement pour engrener avec une vis à trois filets à pas rapide 17 formée sur la partie intermédiaire de la tige 12, entre ses extrémités. Les billes sont retenues extérieurement par une douille en laiton 15 qui les empêche de s'échapper radialement et ainsi, elles tournent avec l'arbre creux 14. Le moteur 13 se compose d'un stator 13a qui peut être,si l'on veut,à aimants permanents et d'un rotor bobiné 13b calé sur l'arbre creux 14. Sur l'arbre creux 14, mais à une certaine distance du rotor 13b en direction axiale, un collecteur 13c est également calé et ses lames sont reliées électriquement à l'enroulement du rotor 13b.Une paire de balais 18 sont rappelés par des ressorts en contact avec le collecteur 13c et amenent de la façon usuelle le courant électrique à l'enroulement du rotor. Un ressort hélicoïdal 19 travaille à la compression entre une extrémité du carter 11 et une butée 21 portée par la tige 12 pour pousser celle-ci, vers la droite sur le dessin. A son extrémité opposée à la butée 21, l'arbre 12 porte une armature d'électroaimant 22 qui, sous l'action du ressort 19, est en appui contre un support fixe 23 porté par le carter 11. De cette façon, la venue en butée de l'armature 22 contre le support 23 limite la longueur dont la tige peut dépasser en dehors du carter 11 et définit ainsi une position de repos de la tige 12 par rapport au carter 11. Une gaine flexible ou soufflet 24 est fixée par une de ses extrémités à la tige 12 et par son autre extrémité au carter 11 et sert à enfermer, et par suite protéger, la partie filetée 17 de la tige 12 qui dépasse en dehors du carter, ainsi que le ressort 19.A l'extrémité du carter 11 opposée au moteur 13, il y a un électro-aimant 25. Cet électro-aimant 25 est bobiné sur une carcasse cylindrique 26, creuse et dont l'axe coïncide avec celui du carter 11 et de la tige 12. L'armature 22 entre dans la carcasse creuse 26 à l'une des extrémités de celle-ci tandis qu'à l'autre extrémité, il y a une pièce polaire 27, La pièce polaire est traversée de part en part par un trou dans lequel est montée coulissante une tige-poussoir 28.A l'extrémité de l'electro-aimant opposée au moteur 13, il y a une pièce porte-contacts 29 en matière isolante qui porte une paire de contacts fixes 31. Les contacts fixes 31 coopèrent avec une barrette de contact mobile 32 portée par l'extrémité de la tigepoussoir 28.Un ressort 33 exerce son action entre un couvercle qui ferme l'extrémité du carter 11 et la barrette de contact 32 pour pousser cette dernière contre les contacts 31. L'extrémité de la tige-poussoir 28 opposée à la barrette de contact 32 dépasse en dehors de la pièce polaire 27 pour pouvoir être attaquée par l'armature 22. Le circuit électrique du moteur 13 passe par les contacts fixes 31, si bien que le moteur ne peut être mis sous tension que lorsque la barrette de contact 32 établit un pont entre les contacts fixes 31. La servo-commande à mouvement rectiligne fonctionne comme suit. On supposera que la tige 12 se trouve en sa position de repos sous l'action du ressort 19 et qu'on désire déplacer axialement cette tige pour l'amener en une position active en la faisant rentrer à l'intérieur du carter 11. L'opératéur fait fonctionner la servo-commande en actionnant un contact électrique de commande à distance associé à la servo-commande à mouvement rectiligne. La fermeture du contact met sous tension le bobinage de l'electro-aimant 25 ainsi que le moteur 13. Dans cette situation, le circuit du moteur est ferme par la barrette de contact 32 qui forme un pont entre les contacts fixes 31. Le moteur est ainsi en fonctionnement et son arbre de sortie tourne, entraînant dans sa rotation les billes 16.Le sens de rotation est tel que, par la coopération des billes 16 avec la partie filetée 17 de la tige 12, celle-ci se trouve entraînée axialement vers la gauche, ce qui la fait se rétracter dans le carter. La tige est obligée de coulisser sur son axe, puiqu'elle est immobilisée en rotation tandis que les billes 16 sont empêchées de se déplacer axialement. Au début, l'entrefer entre la pièce polaire 27 et l'armature 22 est très grand et ainsi, bien que l'electrowaimant 25 soit excité, sont action sur l'armature 22 est relativement faible. En revanche, quand l'armature 22 se rapproche de la pièce polaire 27 par suite du fonctionnement du moteur 13, l'attraction entre la pièce polaire et l'armature augmente. Peu avant que l'armature 22 ne vienne en contact avec la pièce polaire 27, elle bute contre l'extrémité dépassante de la tige-poussoir 28 qu'elle entraîne dans son mouvement déplaçant ainsi la barrette de contact 32 malgré le rappel du ressort 33 et coupant en conséquence l'alimentation du moteur 13 qui cesse alors de déplacer la tige 12 suivant son axe. Cependant, en cette position d'avancement de l'armature 22 vers la pièce polaire 27, l'attraction exercée par la pièce polaire 27 sur l'armature 22 en conséquence de l'excitation de l'electro-aimant est suffisante pour retenir l'armature 22 et la tige 12 malgré le rappel du ressort 19. Ainsi, tant que l'electro-aimant reste excité, la tige 12 se trouve maintenue en position active. A la suite de la coupure de l'excitation de l'electro- aimant 25, par exemple si l1opérateur a coupé le circuit au contact extérieur, l'attraction entre la pièce polaire 27 et l'armature 22 disparaît et le ressort 19 ramène la tige 12 et l'armature 22 à la position de repos. Il est bien entendu que, pendant le mouvement de retour, l'arbre de sortie de mouvement du moteur 13 se trouve entraîné en rotation par le déplacement axial de la tige 12. Le ressort 19 est suffisamment fort pour vaincre les résistances passives du moteur qui s'opposent à la rotation et l'agencement de l'arbre de sortie de mouvement du moteur ainsi que les billes 16 est choisi de façon à réduire à un minimum cette résistance au mouvement. On connaît des servo-commandes à mouvement rectiligne qui servent à des fonctions analogues dans lesquelles tout le déplacement de la tige 12 est assuré par des forces électromagnétiques. Ces dispositifs obligent a prévoir un électroaimant analogue à l'électro-aimant 25 pour maintenir la tige en sa position active et en plus de celui-ci, un autre électroaimant beaucoup plus puissant, capable d'exercer une force suffisante pour déplacer la tige 12 de sa position de repos à sa position active. Vu l'importance de la course axiale qui est nécessaire, on peut se rendre compte de ce qu'un tel électroaimant aurait à fournir une force très importante et devrait ainsi avoir de très grandes dimensions. Sa construction demanderait une grande quantité de cuivre.L'utilisation d'un simple petit électro-aimant comme bobine de ''maintien'l, fonctionnant en coopération avec un moteur électrique chargé d'amener la tige de sa position de repos à sa position active , réalise une économie de cuivre considérable et par conséquent une économie de prix de revient par rapport à une servo-commande à mouvement rectiligne purement électromagnétique, également. Dans un exemple de réalisation pratique de la construction décrite ci-dessus, la commande à mouvement rectiligne est utilisée pour actionner un dispositif de commande de l'arrivée de combustible à un moteur diesel. La tige 12 est attelée à un dispositif de coupure et, dans la position de repos de cette tige, le dispositif est en action, en sorte que le moteur ne peut pas être alimenté en combustible. L'opérateur qui assume la conduite du moteur a un contact de commande généralement à clef, qui comporte une position de coupure en laquelle tous les circuits électriques associés à un moteur diesel, par exemple les circuits d'un véhicule propulsé par moteur diesel, sont coupés, une position de marche du moteur en laquelle le moteur peut fonctionner et une position de démarrage, en laquelle on ferme le contact pour actionner le démarreur du moteur. Dans la position de coupure du contact à clef, aucun des circuits électriques de la commande à mouvement rectiligne ne se trouve sous tension et ainsi la servo-commande est en sa position de repos, en sorte que le dispositif de commande de l'alimentation en combustible empêche le combustible d'arriver au moteur. Dans la position de marche du contact, l'électro-aimant 25 et le moteur électrique 13 sont sous tension.Bien que la tige 12 se trouve en sa position de repos, position en laquelle la distance entre l'armature 22 et la pièce polaire 27 est trop grande pour que l'excitation de l'electro-aimant 25 puisse avoir un effet quelconque, le fonctionnement du moteur 13 amène la tige 12 à sa position active: on fait ainsi passer le dispositif de commande de l'arrivez de combustible de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, ce qui permet au moteur d'être alimenté. Lorsque la tige atteint sa position active, le moteur 13 se trouve mis hors tension comme on l'a décrit précédemment, mais l'electro-aimant 25 demeure excité et maintient la tige 12 en sa position active.En amenant le contact à clef à sa position de démarrage, on met sous tension le démarreur du moteur, ainsi que d'autres organes associés au démarrage, par exemple des réchauffeurs ou autres accessoires du démarrage. Après lancement du moteur, le contact à clef est ramené, manuellement ou automatiquement, à la position de marche du moteur. Dans cette position, l'electro-aimant 25 demeure excité, tandis que le moteur électrique 13 est coupé par le jeu des contacts 31 et 32 décrits ci-dessus. De cette façon, la tige 12 reste en sa position active, permettant l'alimentation du moteur en combustible. Dès que le contact à clef a été mis manuellement en position de coupure, le circuit électrique de l'électro-aimant 25 se trouve coupé et le ressort 19 ramène la tige 12 à sa position de repos, ce qui met le dispositif de commande de l'arrivée de combustible en position de coupure et empêche le moteur d'être alimenté en combustible. Le moteur cesse de fonctionner. I1 est entendu que l'utilisation de la servo-commande à mouvement rectiligne selon cette invention n'est nullement limitée au dispositif de commande d'arrivée de combustible décrit. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de servo-commande électrique à mouvement rectiligne, caractérisé par le fait qu'il comprend : un carter, une tige pouvant se déplacer d'un mouvement de translation rectiligne par rapport au carter et agencée pour être raccordée à un appareil à commander, un moteur électrique porté par le carter, un dispositif d'entraînement à vis et écrou accouplant la tige à la sortie de mouvement dudit moteur électrique de sorte que le fonctionnement du moteur déplace la tige axialement dans un sens depuis une position de repos vers une position active et un électro-aimant porté par le carter et disposé pour retenir la tige en ladite position active. 2.- Dispositif de servo-commande suivant la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comporte un contact électrique qui peut être actionné par ladite tige en arrivant à ladite position active pour couper l'alimentation électrique dudit moteur. 3.- Dispositif de servo-commande suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite tige est ramenée à sa position de repos par un ressort après coupure de l'excitation de l'electro-aimant.