Brevet FR2559852A1 — publié le 19850823

La présente invention concerne un distributeur d'asservissement de type électro-hydraulique. Jusqu'à présent, certains distributeurs d'asser- vissement de type électro-hydraulique ont été réalisés avec deux étages, comprenant un élément d'obturation d'un premier étage, commandé par un moteur électrique, et un élément d'obturation d'un second étage sous forme d'un tiroir ou analogue, réglable axialement dans le boîtier du distributeur sous l'action de la pression d'un fluide, transmise sous la commande de l'obturateur du premier étage. De tels distributeurs d'asservissement ont été commandés par un signal électrique de faible puissance transmis à l'entrée du moteur et certains de ces distributeurs comportent un dispositif de réaction électrique du tiroir ou analogue, formant un signal électrique de réaction proportionnelle au déplacement du tiroir ou analogue et qui compense en fait l'effet du signal de commande sur l'obtention d'une position choisie du tiroir ou analogue. Dans un tel distributeur d'asservissement, le dispositif de réaction électrique comporte plusieurs jauges dynamométriques électriques montées en pont et portées par une poutre dont une première extrémité est en coopération avec le tiroir ou analogue et dont l'autre extrémité est mise à la masse du boitier du distributeur. Un inconvénient d'un tel dispositif de réaction est que le signal de réaction a une énergie relativement faible si bien que, dans certains cas, la vitesse de réponse du distributeur d'asservissement n'est pas aussi élevée qu'il est souhaitable en réalité. L'invention remédie à l'inconvénient précité. Elle concerne plus précisément la résolution du problème de la réalisation d'un distributeur d'asservissement dans lequel un dispositif forme un signal électrique de réaction d'énergie relativement grande. Un distributeur d'asservissement de type électro- hydraulique selon l'invention comporte un boîtier, un dispositif d'obturation formant un premier étage du distributeur et commandé par un moteur électrique lui-même raccordé de manière qu'il reçoive un signal électrique de commande, un élément déplaçable, formant un second étage du distributeur et mobile dans le boîtier sous l'action d'un fluide sous pression qui lui est appliqué sous la commande du dispositif d'obturation du premier étage, lorsqu'il est commandé par le moteur, un balan- cier monté afin qu'il pivote par rapport au boîtier, une première partie du balancier coopérant avec l'élément déplaçable et une autre partie portant un capteur élec- trique dans lequel un courant électrique est destiné à circuler, et un aimant logé dans le bottier près de l'autre partie du balancier de manière que, lors d'un déplacement réglé de l'élément déplaçable, le balan- cier pivote, la relation entre la position du capteur et les champs magnétiques de l'aimant variant, si bien que le potentiel électrique aux bornes du capteur varie et un signal électrique de réaction est émis par le capteur, proportionnellement au déplacement de l'élément déplaçable. L'aimant comprend de préférence une paire d'aimants de polarités opposées, ayant des pièces polaires qui délimitent deux entrefers alignés l'un sur l'autre, le balancier étant disposé afin que le capteur, lors du pivotement du balancier, se déplace dans les entrefers. Le balancier peut être monté afin qu'il pivote sur un système de ressorts à lame et il peut comporter une saillie en forme de bille ou analogue, placée sur sa première partie et coopérant avec une gorge formée dans l'élément déplaçable. L'élément déplaçable peut être un tiroir ou un organe analogue. Le-capteur est de préférence du type à "effet Hall". Les avantages présentés par l'invention sont essentiellement le fait que, comme il n'est pas néces- saire d'utiliser plusieurs jauges dynamométriques formant un pont sur le balancier, le dispositif de réaction ne comporte pas d'organes qui peuvent être sujets à une défaillance précoce sous l'action des forces de flexion qui leur sont appliquées et, étant donné la coopération du capteur porté par le balancier avec les champs magnétiques de l'aimant, les signaux élec- triques de réaction émis par le capteur ont une énergie relativement grande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'un distributeur d'asservissement de type électro-hydraulique et du circuit électrique associé de commande; la figure 2 est une coupe détaillée en élévation d'une partie du distributeur d'asservissement de type électro-hydraulique schématiquement représenté sur la figure 1; la figure 3 est une élévation partielle dans le sens de la flèche III de la figure 2; et la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2. Sur les dessins, un distributeur d'asservissement 1 de type électro-hydraulique comporte un boîtier prin- cipal 2 sur lequel est monté un moteur électrique 3. Celui-ci est relié par un conducteur 4 à un amplificateur et des signaux électriques de commande peuvent être transmis par le conducteur 6 et, par l'amplificateur 5 et le conducteur 4, aux enroulements du moteur 3. Le moteur 3 est destiné, de manière connue, à manoeuvrer un obturateur 7 d'un premier étage sous forme d'un volet qui se déplace entre deux buses opposées 8, 9. Un tiroir 10 ayant des portées, formant un élément d'obturation d'un second étage et mobile axialement dans un alésage 11, peut se déplacer dans les deux sens à partir d'une position centrale qui est une posi- tion d'équilibre, sous la commande de l'élément d'obtura- tion 7 du premier étage lorsque celui-ci est commandé par le moteur 3. Sous forme déplacée, le tiroir permet au liquide sous pression introduit dans le distributeur par les lumières 12, 13 de circuler dans les canaux 14, 15 d'utilisation, d'un côté ou de l'autre, selon le* cas, d'un dispositif consommateur à double effet qui peut être commandé par un fluide sous pression, par exemple un vérin (non représenté) commandé par le distributeur, alors que le côté hors pression du dispositif alimenté est mis en communication avec le réservoir. Ce déplacement du tiroir est assuré par la différence entre les pressions hydrauliques appliquées dans les chambres 16 et 17 aux extrémités du tiroir 10, suivant l'obturation de l'une ou l'autre des buses 8 et 9 par le volet 7. Le tiroir 10 a une gorge annulaire centrale 18 avec laquelle coopère une extrémité 19 en forme de boule du balancier 20. Comme l'indique la figure 2, ce balancier dépasse vers le bas dans un boîtier 21 de support qui porte un anneau 22 autour duquel le balancier peut pivoter lors du déplacement axial du tiroir. La partie du balancier 20 placée sous l'anneau 22 a un bloc 23 et un étrier 24 qui est fixé au bloc par des vis 25, 26. L'étrier porte une petite plaquette 27 de circuit sur laquelle est monté un capteur électrique 28. Le fléau est monté afin qu'il pivote autour de l'anneau 22 par deux paires de ressorts métalliques à lame 29, 30 et 31, 32, fixées par des vis dont quatre sont repérées par les références 33, 34, 35, 36, sur le boîtier 21 et le bloc 23. Les ressorts de chaque paire sont disposés à angle droit les uns par rapport aux autres et ont des cavités convenables telles que représentées dans leur partie centrale afin qu'ils s'imbriquent les uns dans les autres. Trois pattes 37, 38, 39 dépassent vers le haut de la plaquette de circuit. Ces pattes ont des conducteurs , 41, 42 qui leur sont fixés et qui assurent la connexion à des pattes 43, 44, 45 placées sur un connec- teur multiple 46 porté par la paroi d'un organe 47 formant un couvercle fixé à la face inférieure du boîtier principal 2. La chambre 48, à l'intérieur du couvercle 47, loge deux aimants permanents 49, 50 de polarités opposées et qui ont chacun deux pièces polaires 51, 52 et 53, 54 d'acier doux. Les aimants sont disposés de manière que la paire de pièces polaires de l'un soit placée à une distance prédéterminée de la paire de pièces polaires de l'autre, les entrefers 55, 56 délimités par chaque paire de pièces polaires étant alignés. Dans la position représentée sur les figures, le balancier 20 est en position d'équilibre correspondant à la position d'équilibre du tiroir 10. Le capteur 28 comporte un circuit intégré comprenant un élément de détection par "effet Hall". Il fonctionne suivant un principe tel que, lorsqu'un courant électrique circule dans un élément conducteur et lorsque cet élément est placé dans un champ magnétique, une différence de potentiel existe entre les bords de l'élément qui sont perpendiculaires au champ et au courant. Le circuit intégré du capteur 28 est avan- tageusement enrobé et associé à un microcircuit jouant un rôle de préamplificateur, transformant la différence de potentiel aux bornes du capteur en une tension de sortie de valeur relativement élevée et qui est ainsi utile. Lorsque le tiroir 10 est dans sa position d'équilibre, le fléau 20 maintient le capteur en position neutre, au centre entre les aimants 49, 50. Comme les aimants ont des polarités opposées, l'effet de leur champ magnétique sur le capteur s'équilibre si bien qu'aucun signal de sortie n'est créé par le capteur. Lorsque, pour la commande convenable d'un équipement associé, le tiroir 10 est déplacé par manoeuvre convenable du moteur 3, à l'aide d'un signal de commande dirigé par les conducteurs 6 et 4, de manière que le tiroir se déplace vers la gauche sur la figure 2, le balancier se déplace dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de l'anneau 22 et le capteur 28 se déplace vers la droite par rapport aux aimants. En conséquence, le capteur se rapproche de l'entrefer 56 et s'éloigne de l'entrefer 55, provoquant ainsi des variations rapides de la densité de flux dans les deux champs magnétiques. En conséquence, le champ magnétique de l'aimant 50 a un plus grand effet sur le capteur que celui de l'aimant 49 et, comme la différence de potentiel créé aux électrodes du capteur est propor- tionnelle à l'intensité du champ, un potentiel électrique est créé par le capteur, proportionnellement à l'impor- tance du déplacement du tiroir 10 vers la gauche. Ainsi, un signal de position ayant une tension relativement élevée est transmis du capteur à l'amplificateur 5 par les conducteurs 42, 57. Lorsque le mouvement du tiroir est tel que l'amplitude du signal neutralise le signal de commande transmis à l'amplificateur 5 par le conducteur 6 et qui a provoqué à l'origine l'excita- tion du moteur 3 et le déplacement du tiroir, le signal de tension transmis au moteur 3 par le conducteur 4 est réduit à une valeur nulle. En conséquence, le volet 7 reprend sa position neutre et le tiroir est maintenu en position d'équilibre hydraulique et ne se déplace plus vers la gauche. L'équipement commandé par le distributeur continue à se déplacer dans le sens choisi et, lorsqu'il atteint une position prédéterminée, un potentiomètre associé à l'organe de sortie de l'équipement transmet un signal qui annule de manière convenable le signal de commande appliqué par le conducteur 6. Le signal de réaction qui est encore transmis par le conducteur 57 à l'amplificateur 5 et qui n'est plus équilibré par le signal de commande, provoque la création d'un signal amplifié transmis au moteur 3 par le conducteur 4, dans le sens qui provoque un déplacement du volet 7 vers la gauche sur la figure 1. En conséquence, la buse 8 est obturée et provoque un déplacement vers la droite du tiroir 10. Pour un tel déplacement, le signal de réaction passant dans le conducteur 57 a une valeur qui diminue, et le signal transmis de l'ampli- ficateur 5 au moteur 3 diminue de la même manière. Ainsi, l'obturation de la buse 8 par le volet 7 diminue et, lorsque le tiroir atteint sa position neutre, le volet prend de même une position neutre à mi-chemin entre les buses 8 et 9. Lorsque l'équipement doit être commandé en sens opposé, le distributeur est commandé en sens inverse, un signal de commande étant transmis au moteur 3 par l'intermédiaire de l'amplificateur 5 afin que le tiroir se déplace vers la droite et en s'écartant de sa position neutre, et le balancier 20 et le capteur 28, en association avec les aimants 49, 50, assurent à nouveau la transmission d'un signal de réaction à l'ampli- ficateur 5. L'invention n'est pas limitée à un distributeur d'asservissement de type électro-hydraulique ayant un élément d'obturation d'un premier étage sous forme d'un volet, car, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, cet élément d'obturation du premier étage peut être d'un autre type, par exemple un éjecteur qui coopère avec des orifices récepteurs adjacents. Bien que, dans le mode de réalisation décrit en référence aux dessins, l'élément déplaçable ou mobile soit un tiroir, cet élément peut aussi être tout autre organe convenable, par exemple un coulisseau de section rectangulaire, ayant des orifices convenablement disposes. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Distributeur d'asservissement de type électro- hydraulique, du type qui comprend un bottier, un dispo- sitif d'obturation formant un premier étage du distribu- teur et commandé par un moteur électrique lui-même relié de manière qu'il reçoive un signal électrique de commande, et un élément déplaçable formant un second étage du distributeur, cet élément déplaçable étant mobile dans le bottier sous l'action d'un fluide sous pression appliqué sous la commande de l'élément d'obtura- tion du premier étage lorsqu'il est commandé par le moteur, ledit distributeur étant caractérisé en ce qu'il comporte un balancier (20) destiné à pivoter par rapport au boîtier (2), le balancier ayant une première partie (19) coopérant avec l'élément déplaçable (10) et une autre partie (24) portant un capteur élec- trique (28) dans lequel un courant électrique est destiné à circuler, et un dispositif à aimant (49, 50) est logé dans le boîtier près de l'autre partie du balancier afin que, lors d'un déplacement réglé de l'élément (10), la relation entre les positions du capteur et des champs magnétiques du dispositif à aimant (49, ) change et fasse varier le potentiel électrique aux bornes du capteur, avec émission d'un signal élec- trique de réaction par le capteur, proportionnellement au déplacement de l'élément déplaçable (10). 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à aimant comporte deux aimants (49, 50) ayant des polarités opposées, les pièces polaires des aimants délimitant deux entrefers (55, 56) alignés l'un sur l'autre, le balancier étant disposé de manière que le capteur (28) soit mobile dans les entrefers lors du pivotement du balancier (20). 3. Distributeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le balancier (20) est monté afin qu'il pivote sur un système formé de ressorts à lame (29, 30; 31, 32). 4. Distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le balancier (20) a une saillie (19) en forme de boule ou analogue à sa première partie, en coopération avec une gorge (18) formée dans l'élément déplaçable (10). 5. Distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élé- ment déplaçable est un tiroir (10). 6. Distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (28) est du type à "effet Hall".