Brevet FR2597627A1 — publié le 19871023

1i 2597627 Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques _____________________________________________________L'invention concerne un dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques, en particulier pour des soupapes proportionnelles dans des circuits hydrauliques pour des machines à mouler par injection, un signal de réglage étant envoyé à l'organe de réglage de la soupape à commande électrique considérée. En général, les dispositifs de commande et de réglage pour 10 des soupapes à commande électrique intégrées à des circuits hydrauliques sont réalisés sous forme d'unité centrale qui délivre les signaux de réglage à ces soupapes pouvant être commandées électriquement. En général, ces ensembles sont reliés au même potentiel de référence, c'est-à-dire qu'ils sont cou15 plés électriquement. Au cas o des signaux perturbateurs sont déclenchés lors de la commande des soupapes à commande électrique, ceux- ci entrent, du fait du couplage direct, dans la commande ou le réglage et peuvent conduire à des erreurs de fonctionnement. Des problèmes analogues se posent également dans d'autres domaines de la technique, par exemple dans celui de la technique des communications analogique. Dans ce secteur, il est connu d'utiliser des ampli-séparateurs pour le découplage direct. Pour le traitement numérique des signaux, il est en 25 outre connu d'utiliser des coupleurs optiques, par exemple pour la transmission de données numériques. D'une manière analogue, il est également connu d'utiliser, dans des dispositifs de commande ou de réglage numériques pour des circuits hydrauliques dans des machines à mouler par injection, des coupleurs optiques pour la commande des distributeurs. Des dispositifs de commande ou de réglage numériques de ce genre pour des circuits hydrauliques de machines à mouler par injection doivent être conçus dès le départ pour ces coupleurs optiques. En principe, il est certes possible de concevoir également les dispositifs de commande ou de réglage analogiques pour les circuits hydrauliques, en particulier pour des machines à mouler par injection, pour la mise en ouvre de coupleurs optiques, mais les dépenses techniques nécessaires sont alors considérables. Jusqu'ici, il n'a pas été possible de transformer a posteriori des dispositifs de commande ou de réglage analogiques, avec une dépense économiquement acceptable, pour un découplage direct. La présente invention a pour objet de créer un dispositif de commande ou de réglage du genre précité, et cela indépendamment de la possibilité d'utilisation pour des circuits hydrauliques fonctionnant de manière analogique ou numérique, qui permet, le cas échéant, de transformer un dispositif de 25 commande ou de réglage conventionnel avec couplage direct en un dispositif avec découplage direct. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif de commande ou de réglage comprend un transforma30 teur de séparation, qu'un filtre avec redresseur demi-onde monté en série est relié à l'entrée du transformateur de séparation, que le signal de commande et le signal de sortie sinusoïdal d'un oscillateur sont transmis à un amplificateur d'addition dont le signal de sortie est injecté au redresseur 35 demionde, qu'en aval du transformateur de séparation est monté un redresseur demi-onde suivi d'un filtre, d'un étage mélangeur pour la compensation du décalage de zéro et d'un amplificateur dont le signal de sortie est le signal de commande 3 2597627 pour l'élément de commande de la soupape a commande ëlectrique. Ces mesures ont pour effet que, dans le cas des disposi5 tifs de commande ou de 'glage analogiques ou numériques habituels, sans découplage direct, l'ensemble réalisé pat.r de ces composants est disposé dans la ligne pilote conduisant aux soupapes à commande électrique considérées, et qu'une séparation galvanique est effectuée d'une manière simple et écono10 mique. Il n'est donc plus nécessaire dans des situations extrêmes d'utiliser, par exemple des ampli-séparateurs pour des systèmes de mesure qui sont conçus pour des usages tout à fait différents et dont la mise en oeuvre pour ces applications n'est pas acceptable sur le plan économique. Les mesures selon l'invention ont pour effet que le signal de sortie de l'amplificateur est certes un signal avec une ondulation résiduelle, mais il s'est avéré de façon inattendue que, en service pratique, cette ondulation résiduelle n'exerce pas une influence défavorable sur la précision des circuits 20 hydrauliques, en particulier pour des machines à mouler par injection, et que dans les cas o l'on fait appel à des soupapes proportionnelles avec un corps de soupape oscillant (Brevet Allemand 33 19 268), la probabilité de réponse et la précision sont améliorées considérablement, alors qu'en 25 métrologie une telle ondulation résiduelle conduit à des résultats de mesure non reproductibles. Etant donné que comme il s'est avéré de façon inattendue cette ondulation résiduelle est parfaitement négligeable pour les domaines d'application envisageables, il est possible de renoncer à 30 la grande complexité technique des circuits nécessaires jusqu'ici. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le transformateur de séparation comporte un noyau de ferrite. 35 Cette mesure a pour effet de réduire la proportion d'harmoniques du signal de commande. 4 2597627 Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, au moins l'un des redresseurs demi-onde est un redresseur demi-onde actif. Cela permet d'obtenir une linéarisation de la courbe caractéristique de redressement. Ceci est nécessaire pour améliorer encore l'identité entre les signaux d'entrée et de sortie de ce système selon l'invention. C'est dans ce même but que les filtres mis en oeuvre dans encore un autre mode de réalisation de l'invention sont des 10 filtres actifs. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le filtre monté en amont du transformateur de séparation est un filtre à atténuation critique, c'est-à-dire un filtre atténué 15 dans la plage du cas limite apériodique. Cette mesure permet d'obtenir que l'amplitude du signal de sortie de ce filtre concorde avec celle du signal d'entrée de ce filtre. Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, 20 le filtre à atténuation critique est un filtre du deuxième ordre. Cela a pour effet de simplifier considérablement la réalisation de l'atténuation critique du filtre sur le plan de la constitution des circuits. Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, le filtre monté en aval du transformateur de séparation est un filtre de Bessel de façon à optimiser la réponse au signal unité de l'ampli-séparateur. Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, le filtre de Bessel est un filtre du quatrième ordre. Cette mesure permet d'assurer un rapport signal/bruit entre l'ondulation résiduelle et le signal utile qui est suffisant pour la pratique. Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, le filtre monté en aval du transformateur de séparation constitue, en plus, un étage mélangeur, c'est-à-dire qu'il effectue en même temps la compensation de décalage de zéro. Cette mesure a pour effet que la prédétermination du zéro de 2597627 tension est indépendante du réglage du facteur d'amplification du montage selon l'invention. La description qui va suivre, en regard des dessins an5 nexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement l'unité de plastification et d'injection d'une machine à mouler par injection avec une partie du système de commande hydraulique (en coupe) ainsi qu'avec le dispositif de commande ou de réglage électrique; la figure 2 représente le schéma-bloc d'un mode de réali15 sation du montage selon l'invention, et la figure 3 représente le schéma-bloc de la fig. 2 avec les éléments de circuit électroniques indiqués dans les blocs fonctionnels. La fig. 1 représente, schématiquement, une vue latérale d'un groupe de plastification et d'injection d'une machine à mouler par injection, le circuit hydraulique associé ainsi que le système de commande ou de réglage électrique pour le circuit hydraulique. Le groupe de plastification et d'injection désigné globalement par 1 comporte d'une manière bien connue en soi le cylindre de plastification et d'injection 2 ainsi qu'une vis de plastification et d'injection 3. Pendant la plastification de granulés d'une matière thermoplastique amenés par l'intermé30 diaire de l'entonnoir 4, cette vis de plastification et d'injection est mise en rotation par le moteur hydraulique 5 et elle effectue en même temps un déplacement axial en direction du bord droit du dessin. A cet effet, la vis est en prise, par l'intermédiaire d'une transmission à arbre cannelé bien connue, avec le pignon de sortie 6 du moteur hydraulique. De plus, la vis de plastification et d'injection est reliée, par l'intermédiaire d'une tige de piston 7, au piston 8 du vérin hydraulique 10 guidé dans le cylindre 9, le vérin hydraulique 6 2597627 pouvant être alimenté des deux côtés par des conduites hydrauliques 11 et 12. Après la plastification, la commande adéquate du piston 8 provoque le déplacement axial de la vis en sens inverse pour l'injection de la matière plastifiée dans 5 une cavité de moule non représentée. Les deux conduites hydrauliques 11 et 12 sont raccordées, par l'intermédiaire d'une vanne à 4/3 voies 13, à la conduite de réservoir 14 menant au réservoir ou à la conduite forcée 15 menant à la pompe. Cette vanne à 4/3 voies est électriquement pilotée et comporte, à 10 cet effet, une soupape pilote 16 qui, par l'intermédiaire de la ligne pilote 17' et du montage 18 selon l'invention pour la séparation galvanique, reçoit les signaux de commande à partir du système de commande ou de réglage électrique 19. Au cas o la séparation galvanique doit être annulée, la ligne pilote 17 15 est reliée directement au système de commande ou de réglage électrique 19 sans passer par le montage 18. La fig. 2 montre le schéma-bloc du montage selon l'invention. Un oscillateur qui délivre un signal de sortie sinusoidal est désigné par 21. Ce signal est transmis, conjointement avec le signal de commande pour la soupape pilote 16 fourni par le dispositif de commande ou de réglage 19, aux entrées de l'amplificateur d'addition 22 qui est suivi du redresseur demi25 onde actif 23. Le signal de sortie de ce redresseur demi-onde actif est transmis au filtre 24 qui, dans le cas présent, est un passe-bande du deuxième ordre à atténuation critique et dont le signal de sortie alimente le transformateur de séparation 20. Le transformateur de séparation est suivi du redresseur demi-onde actif voire passif 25 suivi à son tour d'un filtre 26, un filtre de Bessel du quatrième ordre. Ce filtre 26 possède une entrée additive 27 pour le raccordement d'une source de tension de référence 28. Ce filtre 26 est suivi de l'ampli35 ficateur de sortie 29 qui, par l'intermédiaire de la ligne pilote 17, transmet son signal de sortie en tant que signal de commande à la soupape pilote 16. 7 2597627 Le cas échéant, une compensation de décalage de zéro est effectuée au moyen de la source de tension 28, par l'intermédiaire de l'entrée additive 27 du filtre 26. Etant donné que cette compensation est effectuée indépendamment du réglage de l'amplification au moyen de l'amplificateur 29, il est possible - abstraction faite de l'ondulation résiduelle du signal de sortie du filtre 26 - de produire un signal de sortie oui est identique au signal d'entrée transmis par la ligne 17, c'est-à-dire que le signal de commande du système de commande 10 ou de réglage électrique 19 est transmis à la soupape pilote 16 de façon électriquement isolée. D'une manière analogue, le signal de commande pour la vanne à 4/3 voies pour l'hydromoteur peut être isolé électri15 quement. Cette vanne à 4/3 voies est désignée par 30, sa soupape pilote électrique 31 étant reliée au système de commande ou de réglage électrique 19 par l'intermédiaire de la ligne pilote 32 et d'un montage 33 pour la séparation galvanique identique au montage 18. Le montage selon l'invention offre l'avantage essentiel supplémentaire qu'il peut également être utilisé pour un dispositif de commande et de réglage numérique pour des soupapes à commande électrique des circuits hydrauliques. Le dispositif de commande ou de réglage analogique ou numérique selon l'invention pour des soupapes à commande électrique peut être utilisé dans tous les circuits hydrauliques dans lesquels l'ondulation résiduelle du signal de commande isolé électriquement est négligeable, c'est-à-dire que le dispositif selon l'invention est utilisable, en principe, dans tous les domaines-de la construction mécanique. 8 2597627 REVENDICATIONS 1. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques, en particulier pour des soupapes proportionnelles dans des circuits hydrauliques pour des machines à mouler par injection, un signal de réglage étant envoyé à l'organe de réglage de la soupape à commande électrique considérée, c a r a c t é r i s é e n c e que le dispositif de commande ou de réglage (19) comporte un transformateur de séparation (20); que le transformateur de séparation est précédé d'un filtre (24) avec 10 redresseur demi-onde (23) monté en amont; que le signal de commande et le signal de sortie sinusoïdal d'un oscillateur (21) sont transmis à un amplificateur d'addition (22) dont le signal de sortie est appliqué au redresseur demi- onde; que le transformateur séparateur est suivi d'un redresseur demi- onde 15 (25) suivi à son tour d'un filtre (26), d'un mélangeur pour l'exécution d'une compensation de décalage de zéro (27) et d'un amplificateur (29) dont le signal de sortie est le signal de commande pour l'organe de réglage de la soupape à commande électrique (13). 2. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transformateur de séparation comporte un noyau de ferrite. 3. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins l'un des redresseurs demi-onde est un redresseur demionde actif. S 4. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon la revendication 3, caractérisé en ce que le redresseur demi-onde présente une courbe caractéristique linéaire. 9 2597627 5. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les filtres sont des filtres actifs. 6. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon la revendication 5, caractérisé en ce que le filtre monté en amont du transformateur de séparation est un filtre à atténuation critique. 7. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filtre à atténuation critique est un filtre du deuxième ordre. 8. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le filtre monté en aval du transformateur de séparation est un filtre de Bessel. 9. -Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon la revendication 8, caractérisé en ce que le filtre de Bessel est un filtre du quatrième ordre. 10. - Dispositif de commande ou de réglage pour des soupapes à commande électrique dans des circuits hydrauliques selon l'une quelconque des revendications 1, 8 ou 9, caractérisé en ce que le filtre monté en aval du transformateur de séparation constitue, en plus, un mélangeur.