Brevet FR2521232A1 — publié le 19830812

SERVO-DISTRIBUTEUR ELECTRO-HYDRAULIQUE La présente invention concerne les servo-distributeurs électro-hydrauliques comme ceux qui se trouvent notamment dans les systèmes de régulation de freinage équipant les aéronefs. I1 est déjà connu des servo-distributeurs.électro- hydrauliques. Notamment il en existe qui sont cons titubés d'un premier étage primaire ou plus communé- ment de pilotage dont l'organe moteur est constitué par un circuit magnétique qui comprend deux noyaux polaires parallèles, deux aimants rectilignes paral tôles aux noyaux et reliés magnétiquement à ces der- niers au moyen de deux plaques métalliques, deux bobines de commande enroulées autour des noyaux, une palette métallique mobile disposée en regard des tetes des noyaux polaires en formant, avec eux, des entrefers semblables, la disposition des diffdrents éléments du circuit magnétique étant telle, que les flux engendrés par les bobines de commande et par l'un des aimants, traversent l'entrefer correspondant dans le mme sens tandis que llautre entrefer est traversé par le flux des bobines de commande et celui de l'autre aimant dans des sens inverses. Il comprend en plus, une pièce support dans laquelle une portion centrale supporte une palette mobile qui se rattache à cette portion par deux plots cylindriques de section relativement faible à deux secteurs latéraux a'encastrement solidarisé à la structure fixe du servo-distributeur, la pièce support portant également dans sa partie sensiblement centrale un obturateur hydraulique destiné à fermer selon le sens du couple magnétique auquel est soumise la palette mobile, lwun ou l'autre des deux gicleurs qui sont alimentés en fluide hydraulique à travers un étage secondaire de commande. De plus, le retour à la source une fois que le fluide a été éjecté par, ou, à travers les deux gicleurs 8; effectue aussi généralement par ce second étage. Le second étage, c'est à dire l'étage secondaire, comporte généralement un tiroir dit de distribution monté coulissant dans un alésage, pour définir une première et seconde chambre annulaire distinctes, qui recoivent respectivement les pressions délivrées par l'étage de pilotage ainsi qu'une troisième chambre annulaire où est recueillie la pression dutilisation, cette chambre communiquant avec la source de fluide. Ce servo-distributeur comprend en plus un canal de retour reliant les gicleurs à la source de fluide hydraulique. Dans un mode de réalisation avantageux, ce tiroir est soumis à ses deux extrémités à des forces élas- tiques constituées par exemple par des ressorts en compression, dont au moins un des deux peu avoir sa raideur réglée au moyen d'une tige de commande qui appuie plus ou moins sur le ressort. C'est ainsi que dans le domaine aéronautique ces moyens de commande de la tension d'un des ressorts sont généralement constitués par un piston commandé par une tige poussoir dont l'action est obtenue en agissant par exemple sur une pédale qui est directement accessible au pilote de ltaéronef. Sans rentrer dans les détails d'un système de freinage, ceux-ci sont généralement commandés à partir dtune source de fluidesous pression, dont la pression, ou éventuellement mdme le débit, est commandée par des servodistributeurs électro-hydrauliques comme ceux qui sont décrits ci-dessus. Ainsi ils comprennent donc au moins, une entrée haute pression, une première sortie d'utilisation et une deuxième sortie de retour à la source pour pouvoir récupérer le fluide utilisé pour la commande des diffdrents systèmes de freinage. Cest ainsi que dans tous les systèmes de servodistributeurs qui existent actuellement, la pression est toujours appliquée à l'entrée et cette entrée est généralement reliée au premier étage à travers différentes canalisations qui débouchent généralement au niveau de gicleurs. Il est bien évident, que lors que l'avion ou ltaéronef a. pris son vol, il est con- cevable que la pression ne soit pas toujours appliquée sur les organes de freinage, pour ne pas commander inutilement les freins.En conséquence, il est nécessaire pour la sécurité des systèmes de freinage et pour éviter notamment des fuites au niveau des gicleurs et de toutes les canalisations qui sont nécessaires pour réaliser un système de freinage, que ces dispositifs servo-distributeurs comportent un organe de sécurité qui ne permet pas des commandes involontaires des organes de freinage. La présente invention a pour but de réaliser un servodistributeur lectro-hydraulique du type m8me que celui décrit ci-dessus, mais comportant en plus des sécurités d'utilisation pour éviter notamment que les systèmes auxquels ils sont reliés soient commandés sans qu'or ordre formel ait été donné* Plus précisément la présente invention a pour objet un servo-distributeur électro-hydraullque comprenant dans un corps, - une première entrée de fluide sous pression, - une sortie d'utilisation, - une sortie de récupération du fluide, - un étage de pilotage à au moins une seconde entrée de fluide et un ensemble de sorties, ladite seconde entrée étant reliée à ladite première entrée de fluide sous pression par des premiers-moyens de conduit fluidique, - un étage secondaire de commande comprenant un tiroir disposé dans un logement et définissant avec celui-ci au moins trois chambres, ledit tiroir étant apte à coulisser dans ledit logement de façon à pouvoir relier de façon commandable, par un ensemble de second conduits les sorties dudit étage de pilotage, avec soit lesdites chambres ou soit ladite sortie de récupération et soit la première entrée de fluide sous pression avec ladite sortie dutili- sation ou soit la sortie d'utilisation avec la sortie de récupération, - des premiers moyens pour appliquer une première force élastique sur ledit tiroir à une de ses extrèmités, - des seconds moyens pour appliquer une deuxième force élastique sur l'autre extrémité dudit tiroir, cette dite seconde force étant antagoniste à ladite première force, - des moyens pour faire varier de façon déterminée la valeur de au moins une des deux dites première et seconde forces, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour faire varier la valeur d'au moins une desdites premières et secondes forces comprennent au moins un levier déplaçable formant clapet d'un robinetvanne réalisé dans ledit corps, cedit robinet-vanne comportant une entrée et une sortie reliées, en série, dans lesdits premiers moyens de conduits fluidiques. D'autres caractéristiques et avantages de la présenté invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente, vue en coupe, sous une forme relativement schématique, un mode de réalisation d'un servo-distributeur électro-hydraulique selon l'invention. D'une façon générale, le principe d'un servo-distributeur comme celui qui est représenté sur la figure unique est connu et ctest pour cela qutil ne sera pas décrit plus en détails. La demanderesse ayant déjà des brevets dans ce domaine particulier des servo-distributeurs. Notamment, elle est titulaire du brevet 2 212 498 qui décrit les principaux moyens mis en oeuvre dans la réalisation d'un servo-distributeur. Cepundbnt, le distributeur illustré sur la figure comporte des caractéristiques structurelles qui lui permette de présenter certains avantages, notamment dans le sens d'une-plus grande sécurité, sur ceux de l'art antérieur. Plus précisément, l'exemple du servo-distributeur représenté sur la figure unique comprend dans un bloc 1 au moins deux étages, un étage 2 de pilotage et un étage 3 secondaire de commande fluidique. Ce bloc constituant le corps 1 du servo-distributeur comprend une entrée 4 de fluide soue pression, une sortie d'utilisation 5 et une sortie de retour 6 à la source. L'étage de pilotage 2 est constitué par un circuit magnétique comprenant deux noyaux polaires cylindriques 7 et 8 autour desquels sont disposés respectivement deux bobines 9 et 10 qui peuvent outre alimentées par un courant électrique de commande qui peut-être appliqué aux bornes du connecteur d'entrée 11. De plus, ce circuit magnétique comprend deux aimants rectilignes 12 et 13 parallèles au noyau polaire et une plaque 14 qui relie magnétiquement une extrémité des aimants 12 et 13 aux extrémités des noyaux polaires opposés à leurs têtes 15 et 16. Il comprend en plus une deuxième plaque métallique annulaire 17 qui permet de refermer le circuit magnétique entre les deux aimants 12 et 13 et la plaque métallique 14. Cette plaque métallique 17 comporte une ouverture qui comme il sera explicité ci-aprEs permet le passage d'une palette 19 constituant un obturateur apte à coopérer avec deux gicleurs 20 et 21. Cette palette 19 est montée sur une plaquette ressort 22 dont les deux extrémités de part et d'autre de cette plaquette 19 sont aptes à coopérer magnétique- ment avec les deux têtes 15 et 16 des deux noyaux magnétiques 7 et 8 D'une façon connue, comme notamment mentionné dans le brevet référencé ci-dessus, lorsque des courants QIBctriques de valeur déterminée sont appliqués aux bornes du conducteur 11 pour alimenter respectivement les deux bobines 9 et 10, il se crée au niveau des noyaux magnétiques 7 et 8 des forces qui permettent d'orientez? par des attrac- tions sélectives la plaquette 22 qui de ce fait pivote l'obturateur 19 pour l'amener, en fonction du signe des courants qui sont appliqués aux bobines, en regard d'un orifice de sortie de l'un des deux gicleurs 20 et 21. L'étage secondaire ou de commande fluidique 3 dont le principe est aussi connu, notamment par le brevet référencé ci-dessus, comprend schématiquement un tiroir 30 apte à coopérer par glissement dans un logement 31 pour définir au moins trois chambres 32, 33 et 34. Ainsi la première chambre 33 peut être reliée à la première entrée 4 et aux deux sorties 5 et 6 qui débouchent respectivement dans le logement 31 tel que mentionné ci-dessus. De plus entrée 4 de fluide sous pression comporte des moyens pour être reliés fluidiquement aux deux entrées des deux gicleurs 20 et 21 aux moyens de conduits 35. Ces moyens de conduits fluidiques comprennent la gorge annulaire 36 définie autour du tiroir 30, une première portion de conduit 37 reliant cette gorge 36 à travers un filtre 38 à une première entrée 39 d'un moyen constituant comme il sera explicité ciaprès un robinet-vanne obturateur 40. Ce robinet-vanne comporte une sortie 41 qui est reliée respectivement en amont des deux entrées 42 et 43 des deux gicleurs 20 et 21, par une deuxième portion de conduit 44 comportant respectivement deux pertes de charge 45 et 46. Les sorties de ces deux gicleurs 20 et 21 débouchent dans la chambre..47 où est situé l'obturateur dépla çable 19. Cette chambre est reliée par un conduit 48 à un espace annulaire 49 entourant le tiroir 30. Cet espace est constamment en communication avec la sortie 6 de retour à la source. De plus, les deux entrées 42 et 43 respectivement des deux gicleurs 20 et 21 sont aussi reliés respectivement par des conduits 30 et 51 aux deux chambres 32 et 34 précédemment définies. Le servo-distributeur comprend en plus deux extensions 52 et 53 solidaires du tiroir 30 qui plongent respectivement dans deux chambres terminales 34 et 55 pour coopérer respectivement avec des moyens permettant d'appliquer sur le tiroir 30 deux forces élastiques antagonistes.Ces deux forces sont respectivement obtenues, notamment par un premier ressort 56 disposé dans le logement terminal 54 et par un second ressort 57 disposé dans le logement terminal 33 De façon bien connue, ces deux ressorts sont déterminés de façon qu'ils puissent maintenir le tiroir à une certaine position d'équilibre pour pouvoir commuter comme mentionné précédemment les différentes sorties du premier étage de pilotage avec les différentes chambres du second étage et éventuellement, comme dans des applications notamment aux commandes de freinage des aéronefs, entrée 4 avec la sortie d'utilisation 5,ou la sortie d'utilisation 3 avec la sortie 6 de retour à la source. D'une façon très schématique, le déplacement du tiroir 30 est obtenu par coulissement dans son logement 31 par la commande de la position de ltobtura- teur-palette 19 'par rapport aux orifices des deux gicleurs 20 et 21. Ce déplacement de la palette 19 permet de moduler les valeurs des deux pressions respectivement dans les deux chambres annulaires 32 et 34, cette différence de pression s'ajoutant à celle des deux ressorts 56 et 37 déplace le tiroir 30 pour, que par exemple l'entrée de haute pression 4 soit mise en communication avec la sortie dlatillsa- tion 3 et en meme temps que la sortie 6 soit plus ou moins partiellement découplée de la sortie 3 et qu'ainsi la valeur de la pression appliquée à la sortie 3 soit modulée. Le fonctionnement du tiroir est bien connu en lui meme pour permettre d'obtenir les variations de pression à la sortie d'utilisation 5. Par contre dans l'art antérieur, ces servo-distributeurs ont leur entrée de haute pression 4 directement reliée à l'étage de pilotage, cest à dire aux deux gicleurs 20 et 21 eL l'obturation du fluide sous pression est effectuée, notamment dans certains cas, en plaquant la palette-obturateur 19 contre le gicleur sur lequel est constamment appliquée la pression du fluide. Malgré tout, on constate que cette palette ne donne pas entière satisfaction pour l'obturation et il se produit souvent des fuites, ce qui entrain des déplacements non désirés du tiroir, et par conséquent, une application involontaire de la pression du fluide sur les organes de freinage. Comme il a été mentionné ci-dessus, quand le servodistributeur fonctionne, le tiroir est soumis d'une part à l'action antagoniste des deux ressorts 56 et 57 dont les forces se combinent aux deux pressions exercées respectivement dans les chambres 32 et 34. Mais par contre lorsque ce servo-distributeur ne fonctionne pas, pour le tiroir soit toujours dans une position dite de repos, le servo-distributeur comporte des moyens pour détendre un des deux ressorts par exemple le ressort 57 afin que le tiroir 30 soit repoussé vers une position déterminée qui de plus permet a'obturer complètement l'entrée 4 par rapport aux deux sorties 9 et 6 et ceci notamment au moyen des deux couronnes annulaires 60 et 61 qui encadrent les bords de l'orifice 4 et qui ne permettent pas au fluide sous pression, qui est constamment appliqué à cette entrée 4, de pouvoir passer dans la chambre 33 et donc de s'écouler vers les deux sorties 9 et 6. Pour cela le servo-distributeur comprend un ensemble de deux contre-plaques 62 et 63 entre lesquelles sont disposés le ressort 57. La contre-plaque 62 est solidaire, notamment par appui, du tiroir 30 à son extrémité 53 tandis que la plaque 63 est commandée en position par une tige coulissante 64 dans un alésage 65. Cette tige 64 peut être commandée en translation, dans un alésage 64 par tout moyen et notamment comme illustré, par une bielle 66 qui peut être manoeuvrée comme il sera explicité ci-après par les utilisateurs plus particulièrement dans le cas des aéronefs, par leurs pilotes au moyen par exemple d'une pédale. Sur la figure, il a été illustré un moyen mécanique, mais il est bien évident que tout autre moyen équivalent pour pouvoir commander la translation de la tige 64 peut être utilisé comme par exemple des moyens fluidiques par piston coulissant de la même façon que ceux qui sont utilisés dans les vérins. Comme il a été mentionné précédemment pour commander le fonctionnement du servo-distributeur, un effort est tout d'abord exerce, au moyen de la bielle 66, sur la tige 64 afin de bander le ressort 57 pour lui donner une certaine raideur déterminée en opposition à la force qui est exercée par le ressort 36. Ensuite par des signaux électriques qui sont appliqués aux bornes d'entrée du connecteur 11, on obtient une variation de l'orientation de l'obturateur orientable 19 qui vient boucher de façon déterminée l'un des deux gicleurs 20 et 21 et entrainer de ce fait une augmentation de la pression dans l'une des deux chambres annulaires 32 ou 34. Ce principe de fonctionnement est bien connu et sera pas plus amplement décrit. Ainsi sous action de la résultante des forces qui sont celles des ressorts et des pressions appliquées dans les deux chambres, le tiroir va se déplacer pour permettre la mise en communication, plue ou moins partiellement, de entrée de haute pression 4 avec la sortie dtutilisation 3 tout en tendant à boucher simultanément la sortie 6, notamment au moyen de la couronne 67 qui vient au fur et à mesure que le tiroir se déplace vers la gauche (si l'on se réfère à la figure) obturer l'orifice de sortie 6, et de cette façon la majeur partie de la pression du fluide arrivant à l'entrée 4 est appliquée à la sortie 5 puisque le fluide ne retourne pas vers la source par la sortie 6.On conçoit aisément qufen fonction des différents ordres, c'est à dire de la pression exercée sur le ressort 57 et les deux pressions qui peuvent s'exercer de façon sélective dans les deux chambres 32 et 34, le tiroir va pouvoir se déplacer dans son logement 31 par glissement de façon à ce qutil empOche, plus ou moins, la possibilité de communication entre l'entrée 4 et la sortie 5 d'une part et entre la sortie 5 d'utilisation et la sortie 6 d'autre part. Ce qui vient d'entre décrit ci-dessus est le fonctionnement du servo-distributeur quand il doit alimenter en fluide sous pression modulée un système déterminé D'une façon générale, ce fonctionnement est identique dans ce cas à ceux de l'art antérieur. Cependant le distributeur présente des avantages notamment dans le cas de sa non commande. En effet dans ce cas la pression est toujours appliquée à l'entrée 4 et dans la portion de conduit 37 mais par contre quand le servo-distributeur ne fonctionne pas, et que donc le tiroir est à sa position de repos, c'est à dire qu'aucune action n'est exercée sur la bielle 66 et que le ressort 57 est complètement détendu, la tige 64 qui est conformée en clapet comme dans une vanne cylindrique obstrue, par sa partie renflée 68, ltorifice 39, et dans ce cas la pression n'est plus appliquée dans la portion 44 du conduit 35 et donc aux gicleurs 20 et 21. Par contre dans cette meme tige 64 est réalisée une gorge annulaire 69 dont la largeur est déterminée de façon quelle puisse recouvrir les deux orifices 39 et 41 pour que le fluide qui est appliqué à 1, entrée 39 puisse passer dans le conduit 35 par ll ouverture 41 par la partie annulaire de la gorge 69 de la tige 64. On voit donc l'avantage d'un tel système, c'est lorque le servo-distributeur est maintenu à sa position de repos, il est comme illustré sur la figure unique, la partie cylindrique 68 obstrue l'ouverture 39 ce qui empOche la pression appliquée à l'entrée 4 d'dire appliquée aux deux gicleurs 20 et 21 et par la même aux deux chambres annulaires 32 et 34.De ce fait, le piston est parfaitement maintenu dans sa position de repos, ce qui permet, en plus, de maintenir une non-communication entre l'entrée 4 et les deux sorties 3 et 6 Il est donc facilement concevable que lorsqutaucune action ntest exercée sur le moyen de commande de la tige 64, en ltoccurence comme illustré, c'est à dire la bielle 66, m8me si la pression est appliquée à entrée 4, le tiroir restera dans sa position de repos et la pression ne sera en aucune façon appliquée à l'entrée d'utilisation. De ce fait, par exemple, les moyens de freinage ne pourront pas bloquer de façon intempestive, les roues du train d'atterrissahe lorsque par exemple l'avion roule sur le taxiway pour se rendre à son garage. Par contre, quand le servo-distributeur doit fonctionner le pilote par exemple dans l'aéronef appuie sur la pédale et bande le ressort 37 en poussant de ce fait la tige 64, ce qui permet de mettre en communication les deux orifices 39 et 41. Cette tige agit donc comme un robinet-vanne de sécurité en amont des gicleurs, chambres de pression.... Ce mode de réalisation du servo-distributeur présente donc un avantage certain par rapport à ceux de l'art antérieur, notamment quant à sa sécurité d'utilisation RVENDICÂTI ON 1/ Servo-distributeur électro-hydraulique oomprenant dans un corps'(l) - une première entrée (4) de fluide sous pression, T une sortie d'utilisation (5) - une sortie de récupération du fluide (6) - un étage de pilotage (2) à au moins une seconde entrée de fluide (44) et un ensemble de sorties (20, 21, 42, 43) ladite seconde entrée (44) étant reliée à ladite première entrée (4) de fluide sous pression par des premiers moyens de conduit fluidique (33 > , - un étage secondaire (3) de commande comprenant un tiroir (30) disposé dans un logement (31) et définissant avec celui-ci au moins trois chambres (32, 33, 34), ledit tiroir étant apte à coulisser dans ledit logement (31) de façon à pouvoir relier de façon commandable, par un ensemble de second conduits (50, 31, 48) les sorties dudit étage de pilotage, avec soit lesdites chambres ou soit ladite sortie de récupération (6) et soit la première entrée (4) de fluide sous pression avec ladite sortie (5) dtutili- sation ou soit la sortie d'utilisation avec la sortie de récupération (6), - des premiers moyens (96) pour appliquer une première force élastique sur ledit tiroir à une de ses extré- mités, - des seconds moyens (57) pour appliquer une deuxième force élastique sur l'autre extrémité dudit tiroir, cette dite seconde force étant antagoniste à ladite première force (56), - des moyens (64,66) pour faire varier de façon déterminée la valeur dt au moins une (57) des deux dites première et seconde forces, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour faire varier la valeur dtau moins une desdites premières et secondes forces comprennent au moins une tige déplaçable (64) formant clapet d'un robinetvanne réalisé dans ledit corps (1) cedit robinetvanne comportant une entrée (39) et une sortie (41) reliées en série dans lesdits premiers moyens de conduits (33 > fluidiques.