Brevet FR2517845A1 — publié le 19830610

Le mécanisme à encliquetage de maintien et libération selon l'invention est utilisé sur un contrôleur positionné manuellement qui transmet des signaux électriques variables à un système à électrovalve hydraulique à commande proportionnelle, du type décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique No 4 201 116 -Dans des systèmes de ce type, une valve hydraulique classique de commande est positionnée hydrauliquement par un petit servo-cylindre à double effet qui, lui-même, est commandé par une valve pilote actionnée électriquement au moyen d'une bobine à double effet La bobine transmet des forces variables à la valve pilote à quatre voies, qui elle-même commande la position du cylindre à double effet L'amplitude de la tension continue appliquée à la bobine est réglée par le contrôleur ou régulateur positionné manuellement selon l'invention Ce contrôleur comporte un potentiomètre ou un rhéostat posi- tionné à la main, qui est lui-même relié mécaniquement au mécanisme à encliquetage de maintien et libération selon l'invention. Le mouvement de rotation de la poignée du contrôleur, qui est positionnée par l'opérateur, comprend une position encliquetée dans laquelle un signal électrique d'une certaine tension est-transmis à la bobine pour appliquer une certaine force à la servo-valve qui, elle- même, permet à une pression de fluide de modifier la posi- tion du cylindre à double effet et donc de placer la valve de commande principale dans une position établie de travail (comme décrit en détail dans le brevet N O 4 201 116 précité). La position de travail peut être une position normale d'accroissement ou de diminution de puissance, une position flottante ou une position de régénération, suivant les exigences du système particulier. Dans l'art antérieur, le mécanisme à encliquetage est normalement une structure de maintien mécanique à rappel par ressort, libérée par la pression d'un fluide, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 153 949, ou par une bobine comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 790 129. Le mécanisme à encliquetage de maintien et libération selon l'invention est lié mécaniquement à la poignée du contrôleur de valve et au potentiomètre qui applique une tension d'amplitude variable aux bobines précitées, commandant elles-mêmes la valve de commande principale Le mécanisme à encliquetage de maintien et libération présente une surface courbe portant un ou plu- sieurs organes d'arrêt, cette surface étant maintenue dans une position de retenue par un cliquet de verrouillage qui est rappelé par ressort contre la surface courbe et maintient la poignée du contrôleur dans une position encliquetée De plus, un aimant permanent, tendant à faire porter le cliquet de verrouillage contre les organes d'arrêt, attire une plaque magnétique de contact reliée au cliquet de verrouillage par l'intermédiaire d'un bras flexible à ressort Un électro-aimant, placé à proximité immédiate de l'aimant permanent, présente une polarité opposée à celle de l'aimant permanent de manière que, lors- qu'il est excité, il neutralise les forces magnétiques de l'aimant permanent, libérant ainsi la plaque de contact et le cliquet de verrouillage pour que la poignée du contrôleur puisse revenir dans sa position neutre. L'invention a donc pour objet principal un contrôleur perfectionné de valve électro-hydraulique, ayant une position encliquetée de laquelle il est libéré par un signal électrique L'invention a également pour objet un mécanisme perfectionné à encliquetage de maintien et libération, utilisant un aimant permanent et un électro- aimant L'invention a pour autre objet un mécanisme sim- plifié à encliquetage de maintien et libération, dans le-quel les problèmes d'usure et de forces de libération sont atténués. L'invention sera décrite plus en-détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale du contrôleur de valve selon l'invention, montrant les diverses pièces mécaniques du mécanisme à encliquetage de maintien et libération; la figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne 2 2 de la figure 1; et la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3 3 de la figure 1. Comme représenté en particulier sur la figure 1, le contrôleur électro-hydraulique selon l'invention est indiqué globalement par la référence numérique 10. Le contrôleur 10 est logé dans un boîtier 12 dont un côté comporte une plaque d'accès 14 qui est représentée avec arrachement partiel afin que les divers éléments du contrôleur puissent être vus Un axe 16 demontage, qui tourillonne dans le boîtier 16, dépasse de la face arrière du boîtier et est relié à une poignée 18 de manoeuvre (représentée schématiquement) Un élément 20 à came d'en- cliquetage est monté à l'intérieur du boîtier 12, sur l'axe 16 Un potentiomètre 22, représenté seulement en traits pointillés, est également fixé sur l'extrémité inté- rieure de l'axe 16 Etant donné que la poignée 18, la came 20 et le potentiomètre 22 sont tous montés sur un axe commun, toute rotation de la poignée 18 provoque un mouvement angulaire correspondant de la came 20 d'encli- quetage et du potentiomètre 22 Un ressort 24 de torsion est accroché au boîtier 12 afin que toute rotation de la came 20, dans un sens ou dans l'autre à partir de la posi- tion dans laquelle elle est représentée, provoque l'appli- cation à cette came 20 d'une force tendant à la ramener dans sa position neutre représentée Le côté droit de la came 20 présente une surface courbe 26-qui porte trois organes d'arrêt 28, 29 et 30 faisant saillie vers l'exté- rieur Un cliquet 32 de verrouillage, monté de façon à pouvoir pivoter sur le boîtier 12, est tourné vers la sur- face courbe 26 de façon à pouvoir s'enclencher avec les organes d'arrêt 28, 29 et 30 Une lame 34 de ressort est fixée au cliquet 32 dont elle fait saillie vers l'extérieur et porte, à son extrémité extérieure, une plaque 36 de contact d'aimant La plaque 36 est légèrement sollicitée vers la gauche, comme montré sur la figure 1, par un ressort 38 en contact avec des pièces polaires 40 et 42 comme mieux montré sur la figure 3 Un aimant permanent 44 et un électro-aimant 46 sont logés entre les pièces polaires 40 et 42 L'électro-aimant 46 comprend un enroule- ment 47 bobiné sur un plongeur d'acier 48 Le plongeur 48 et l'aimant permanent 44 établissent un circuit de flux pour le champ magnétique entre les pièces polaires 42 et 40 L'enroulement 47 de l'électro-aimant est disposé de manière que, lorsqu'il est excité, sa polarité opposée à celle de l'aimant permanent 44 produise un effet de neu- tralisation sur le champ magnétique de l'aimant permanent. En excitant l'électro-aimant 46, la force magnétique de l'aimant permanent 44 est en fait annulée Les pièces polaires 40 et 42 et les aimants 44 et 46 sont maintenus dans leur position d'assemblage sur le bottier 12 par un bossage non ferreux 50, faisant saillie vers l'extérieur du bottier 12, et par un ensemble à vis et rondelle 52 de montage. Comme représenté sur la figure 1, une prise électrique 54 traverse le fond du bottier 12 et permet le passage des divers conducteurs électriques entre le potentiomètre 22 et les bobines de la valve principale de commande décrites dans le brevet N' 4 201 116 précité. La valve électro-hydraulique de commande pro- portionnelle, décrite dans le brevet N O 4 201 116 précité, est commandée électriquement par variation de la tension de sortie du potentiomètre 22. La poignée 18 de valve du contrôleur étant dans la position neutre montrée sur la figure 1, le potentiomètre 22 transmet une tension nulle ou une tension de référence neutre aux bobines commandées (comme décrit dans le brevet précité) Lorsque l'on déplace la poignée 18 dans le sens des aiguilles d'une montre, le cliquet 32 vient porter contre l'organe d'arrêt 28 et passe sur ce dernier pour arriver dans sa première position encliquetée Dans cette position, le cliquet 32 retient la came 20 et la poignée 18, quand bien même le ressort 24 de torsion tendra ramener la poignée 18 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre vers sa position neutre Le cliquet 32 de verrouillage est maintenu contre l'organe d'arrêt 28 par la force magnétique de l'aimant permanent 44 qui attire la plaque 36 de contact en acier par l'intermédiaire des pièces polaires 40 et 42 Lorsque l'on souhaite libérer l'organe d'arrêt 28 et permettre à la came 20 de revenir dans sa position neutre, on excite l'électro-aimant 46. Etant donné que la polarité de l'électro-aimant 46 est opposée à celle de l'aimant permanent 44, le champ magné- tique produit par l'électro-aimant 46 neutralise la force magnétique de l'aimant permanent 44, libérant ainsi l'or- gane d'arrêt 28 Bien qu'il subsiste une légère force exercée sur le cliquet 32 par le ressort 38, elle est vaincue par la force élastique plus grande exercée par le ressort 24 de torsion Les forces magnétiques s'appli- quant au cliquet 32 de verrouillage étant neutralisées, le ressort 24 de torsion agit aisément de façon prépondé- rante par rapport au ressort 38, permettant à l'organe d'arrêt 28 de passer sur le cliquet 32 de verrouillage et de revenir dans la position neutre. Comme mentionné précédemment, le contrôleur 10 selon l'invention est utilisé avec la valve électro- hydraulique de commande proportionnelle décrite dans le brevet N O 4 201 116 précité Le contrôleur 10 est destiné à commander, en stade ultime, un moteur tel que le moteur 18 indiqué dans le brevet précité Bien qu'il existe diverses conditions pouvant provoquer la libération du contrôleur 10 de sa position encliquetée, dans un système typique, ces conditions peuvent apparaître lorsqu'un cylindre hydraulique tel que le cylindre 18 du brevet précité atteint la fin de Sa course Un micro-contact placé à l'extrémité d'une course du cylindre peut ouvrir un circuit excitant l'électro-aimant 46, ce qui provoque la libération de l'organe d'arrêt et le retour de la poignée 18 du contrôleur et de la came 20 dans la position neutre Ceci commande, par suite, à l'aide d'un signal électrique, aux bobines indiquées dans le brevet précité de ramener le tiroir de la valve principale de commande en position neutre, car le cylindre hydraulique a atteint la fin de sa course Un autre moyen pour déclencher la libération de l'organe d'arrêt consiste à utiliser un commutateur électrique actionné par pression qui excite l'électro-aimant 46 lorsque le piston atteint la fin de sa course, provoquant ainsi une élévation de pression. Lorsque la poignée 18 du contrôleur est déplacée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre à partir de la position représentée, le cliquet 32 de verrouillage s'enclenche avec un premier organe d'arrêt 29, dans une position pouvant être une position de diminution de puis- sance Un contrôleur 10 possède une seconde position encliquetée atteinte lorsque la poignée 18 est davantage déplacée dans le sens des aiguilles d'une montre, provo- quant-fle passage du cliquet 32 au-dessus d'un second organe d'arrêt plus grand 30 Cette seconde position encliquetée de la valve principale de commande peut être une position flottante ou une position de régénération de la valve, et elle peut être distinguée de la première position encli- quetée par la dimension plus grande de l'organe d'arrêt et la force supplémentaire correspondante qu'il faut appliquer à la poignée 18 pour dépasser l'organe d'arrêt. Lorsque la poignée 18 du contrôleur est déplacée à force pour passer sur les organes d'arrêt plus petits 28 et 29, la plaque 36 de contact ne rompt pas le contact avec les pièces polaires magnétiques 40 et 42 en raison de la flexion de la lame à ressort 34 Cependant, lorsque la poignée 18 du contrôleur fait passer à force le cliquet 32 de verrouillage au-dessus de l'organe d'arrêt 30 de plus grande dimension, la plaque 36 de contact se sépare des pièces polaires 40 et 42 En remplaçant la lame à ressort 34 par une lame plus flexible, on diminue la force qu'il faut exercer à la main sur la poignée 18 pour la faire passer sur les organes d'arrêt ' Le contrôleur 10 de valve selon l'invention peut être utilisé dans divers types de système à fluides sous pression ou de systèmes compensés à écoulement sous pression, ainsi que dans des systèmes sensibles à la charge, comportant tous des pompes d'alimentation à cylindrée variable Le contrôleur peut également être uti- lisé dans divers types de systèmes à cylindrée fixe. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mécanisme décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Mécanisme à encliquetage de maintien et libération, destiné à être utilisé avec un contrôleur ( 10) de valve positionné manuellement, ayant une position encli- quetée de travail et un ressort ( 24) destiné à ramener le contrôleur de la position encliquetée vers une position neutre, le mécanisme étant caractérisé en ce qu'il comporte une poignée pivotante ( 18) de contrôleur, pouvant être positionnée manuellement, une surface courbe ( 26) de contact reliée à la poignée du contrôleur, des moyens d'arrêt ( 28, 29, 30) portés par la surface courbe, un cliquet ( 32) de verrouillage monté sur le contrôleur et sollicité contre la surface courbe afin de s'enclencher avec les moyens d'arrêt et de maintenir la poignée du contrôleur dans une position encliquetée, un aimant permanent ( 44) ayant deux pièces polaires ( 40, 42) qui maintiennent le cliquet de verrouillage contre les moyens d'arrêt, dans la position encliquetée, et un électro-aimant ( 46) placé à proximité immédiate de l'aimant permanent et produisant, lorsqu'il est excité, un champ magnétique opposé à celui de l'aimant permanent afin d'annuler pratiquement le champ de l'aimant permanent et de libérer le contrôleur de sa position encliquetée. 2 Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le cliquet de verrouillage comporte une lame à ressort ( 34) reliée à ce cliquet, et une plaque ( 36) de contact destinée à attirer l'aimant. 3 Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte un élément ( 24) de rappel qui tend à déplacer le-contrôleur vers une position neutre, le cliquet de verrouillage comprenant une lame ( 34) à ressort qui lu-i est fixée, et une plaque ( 36) de contact destiné à attirer l'aimant. 4 Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte un élément ( 24) de rappel ten- dant à ramener le contrôleur vers une position neutre. Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le cliquet de verrouillage comporte une lame à ressort ( 34) qui en fait saillie et à l'extrémité ex- térieure de laquelle est fixée une plaque ( 36) de contact adjacente aux pièces polaires, la lame à ressort ayant une flexibilité suffisante pour permettre au cliquet de verrouillage de passer sur un moyen d'arrêt sans rompre le contact entre l'aimant et la plaque de contact. 6 Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le cliquet de verrouillage comporte une lame à ressort ( 34) qui en fait saillie et dont l'extrémité extérieure porte une plaque ( 36) de contact adjacente aux pièces polaires, la lame à ressort ayant une flexibilité suffisante pour permettre au cliquet de verrouillage, de passer sur les moyens d'arrêt sans rompre le contact entre l'aimant et la plaque de contact, et un ressort ( 38) de faible puissance tendant à déplacer la plaque de contact vers l'aimant. 7 Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens d'arrêt comprennent plusieurs organes d'arrêt ( 28, 29, 30) de dimensions différentes de manière qu'il soit possible de distinguer les efforts manuels pour passer sur les différents organes d'arrêt. 8 Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'aimant permanent est placé en contact axial et en alignement côte à côte avec l'électro-aimant et est disposé entre des parties desdits pièces polaires.