Brevet FR2594515A1 — publié le 19870821

DISPOSITIF DE TRANSMISSION A DEUX DEGRES DE LIBERTE EN ENTREE ET UN SEUL EN SORTIE La présente invention a pour secteur technique celui des dispositifs permettant de transmettre en sortie un mouvement de translation seule tandis que l'entrée est soumise à un double mouvement de translation et de rotation. Plus particulièrement, l'invention concerne les dispositifs permettant de transmettre à un capteur une information sur le déplacement en translation d'un mobile sans que d'éventuelles rotations dudit mobile soient transmises au capteur de mesure du déplacement en translation. Ce problème peut se rencontrer dans de nombreux cas mais l'invention vise plus précisément le cas o le mobile en entrée est un fourreau cylindrique déplacé par un fluide et non guidé en translation, ce qui peut lui faire subir des rotations éventuelles, tandis que le dispositif de sortie est constitué par deux tiges parallèles entre elles et mobiles en translation dans des supports fixes en rota- tion disposés à l'intérieur du fourreau et à ce titre, les tiges ne doivent pas supporter une quelconque rotation lors de leur mouvement de translation. L'invention vise plus précisément encore le cas des pistons doseurs de carburant notamment dans des régu- lations de moteurs par exemple pour turbomachines. Dans ce domaine, les dispositifs de la génération précédente étaient totalement hydrauliques et le problème posé ici ne se rencontrait pas. Depuis lors, la tendance des constru- cteurs a été de réaliser des dispositifs électro-hydrau- liques, la régulation en elle-même étant totalement électronique et un interface électro-hydraulique permet- tant soit la commande d'éléments hydrauliques, soit la transmission d'informations électriques provenant desdits éléments hydrauliques. Parmi ces informations peuvent figurer des pressions, des débits, - 2- des déplacements, etc... et l'invention sera ici décrite dans le cas d'un piston doseur de carburant, la variation de position linéaire du piston permettant de connaître à tout instant la quantité de carburant délivrée aux injecteurs du moteur. La tendance actuelle pour la construction des régulateurs est de rendre la partie électronique de la régulation pré- dominante et va jusqu'à donner une pleine autorité aux calculateurs électroniques de régulation. Pour que la fiabilité de ceux-ci ne puisse être mise en défaut, les systèmes de calcul sont prévus pour travailler de façon redondante. De même, les prises de mesures sont effectuées de façon double de sorte que même si l'un des capteurs était inutilisable pour une raison quelconque, l'informa- tion serait tout de même transmise au calculateur par l'autre capteur. Un tel dispositif double est représenté dans le brevet US 3 688 495 o le déplacement d'un pointeau est obtenu par un noyau de fer doux commandé par deux bobines à in- duction disposées dans le prolongement l'une de l'autre et actionnées soit alternativement soit simultanément de façon différentielle. Ce type de dispositifs a l'inconvénient de nécessiter un encombrement axial important. On connaît également d'autres types de détecteurs doubles dans lesquels on dispose un détecteur d'un côté du tiroir dont le déplacement est mesuré et l'autre détecteur du côté opposé du tiroir, ce qui présente le même inconvé- nient d'encombrement. Pour résoudre ce problème, on propose selon l'invention - 3 - de disposer les deux capteurs de déplacement côte à côte et dans un bloc unique. Dans ce cas, les tiges de chacun des capteurs ne se trouvent alors plus situées sur l'axe longitudinal de déplacement du tiroir et, les bobines à induction à l'intérieur desquelles elles doivent se dé- placer sans frottement étant fixes, les tiges de capteurs doivent être insensibles à tout mouvement de rotation éventuel du tiroir auquel elles sont liées, ce qui entrai- nerait un désalignement des tiges par rapport aux bobines, donc des frottements et un mauvais fonctionnement des capteurs. L'invention a donc pour but d'éviter cet inconvénient tout en proposant un dispositif de capteurs redondants simple, compact et, bon marché. L'invention a également pour but de permettre une telle disposition en évitant l'emploi supplémentaire d'un sys- tème d'anti-rotation du tiroir, qui ne pourrait être qu'encombrant et cher. Selon l'invention, on y parvient en réalisant un dispo- sitif pour transmettre simultanément & deux tiges paral- lèles entre elles un seul degré de liberté en translation longitudinale à partir d'un fourreau cylindrique les en- tourant et lui-même soumis à deux degrés de liberté en translation et en rotation, tel qu'il comprend une plaque circulaire de solidarisation de l'extrémité des deux tiges entre elles et en combinaison avec cette plaque, un moyen de liaison entre ladite plaque et le fourreau, apte à ne pas transmettre la rotation du fourreau à la plaque. Selon une particularité de l'invention, le moyen de liai- son entre la plaque et le fourreau est constitué - 4- par un roulement à billes, ou une butée à billes dont la bague interne est disposée sur une portée circulaire de la plaque de solidarisation entre un épaulement et une plaque de maintien et dont la bague externe coopère avec une portée cylindrique interne du fourreau. Un moyen élastique de rattrapage des jeux axiaux du moyen de liaison peut être disposé entre la plaque et le four- reau. Lorsque l'invention est appliquée à un piston doseur de carburant d'un dispositif de régulation de carburant de turbomachine, le fourreau peut être constitué par le doseur lui-même. D'autres particularités de l'invention seront comprises à la lecture du complément de description suivant accompagné de la planche unique annexée qui représente, vu en coupe longitudinale, le dispositif de l'invention appliqué à un piston doseur de carburant d'une régulation de turboma- chine. Le doseur comprend notamment un fourreau 1 de forme généralement cylindrique, apte à se déplacer en rotation et en translation à l'intérieur d'un cylindre externe 2 fermé à ses deux extrémités opposées par deux flans 3 et 4. Le fourreau 1 est percé d'un alésage central 5 en deux parties 5a, 5b séparées par un épaulement interne 6. Le fourreau est solidaire d'un piston 7 dont une portée cylindrique 8 est ajustée à l'intérieur de l'alésage 5b dont l'extrémité est taraudée en 9 pour recevoir une bague filetée 10 de solidarisation du piston 7-8 avec le four- reau 1. De part et d'autre du piston 7, sont formées deux chambres _ 5 9_ 5 "5- formées respectivement l'une 11 par le flan 3, une extré- mité du fourreau 1 et une extrémité du cylindre 2, l'autre 12 par le flan 4, l'autre extrémité du fourreau 1 et l'autre extrémité du cylindre 2. Les deux chambres 11 et 12 sont alimentées par des ajutages lla et 12a du cylindre 2 en fluide respectivement à la pression Pmodl et Pmod2 et le piston 7 solidaire du fourreau 1 se déplace sous l'action différentielle des fluides à pressions Pmodl et Pmod2. En outre un ressort 13 disposé dans la chambre 11 entre le flanc 3 et un épaulement interne 14 de l'alésage 5a du fourreau 1, rappelle ce dernier vers une butée 15 réglable par une vis 16 se déplaçant dans un logement 17 taraudé traversant de façon étanche le flanc 4 auxquel il est fixé par des vis 18 traversant des pattes 19 dudit logement. Le cylindre 2 est disposé à l'intérieur d'un carter 20 dans lequel sont usinées deux chambres annulaires 21, 22, la première 21 étant alimentée par- un ajutage 23 du carter par une pompe volumétrique ou centrifuge tandis que la deuxième chambre 22 comporte une sortie 24 vers les injec- teurs du moteur commandé par la régulation. Le passage d'une partie du fluide depuis la chambre d'alimentation 21 vers la chambre de sortie 22 s'effectue d'une façon connue qui ne sera pas détaillée ici, de telle sorte que la variation de débit en sortie est proportionnelle au déplacement axial du piston 7 et donc du fourreau 1. L'information relative au mouvement du fourreau 1 est transmise à un moyen de commande extérieur, par exemple un calculateur électronique, par deux capteurs linéaires à induction disposés électriquement en parallèle et - 6 - saisissant simultanément l'information de déplacement, reliés électriquement à un connecteur principal 25 de la régulation. Les deux capteurs sont disposés parallèlement l'un à l'autre dans une chemise 26 disposée à l'intérieur de la chambre 11, la chemise 26 traversant de façon étanche un alésage axial du flan 3 auquel elle est fixée par un flasque 27 vissé en 28 sur ledit flan. Les tiges 29, 30 des deux capteurs sont situées dans un même plan, symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du dispositif et coulissent à l'intérieur des bobines à induction de chaque capteur lesdites bobines (représentées en pointillés) étant contenues par la chemise 26. Pour saisir simultanément l'information de déplacement du fourreau 1 sans être perturbées par des rotations dudit fourreau, les deux tiges 29,30 sont, selon l'invention, rendues solidaires entre elles par une plaque circulaire 31 en appui contre des épaulements 32 de chacune des tiges, la plaque comportant deux alésages symétriquement disposés par rapport à l'axe longitudinal du fourreau. La plaque 31 comporte un épaulement 33 contre lequel s'appuie la bague intérieure d'un roulement à billes 34 maintenu en position par une plaque de maintien 35. La plaque 31 ainsi que la plaque 35 sont fixées contre les épaulements 32 par des écrous 36 vissés sur les extrémités filetées des tiges 29,30. La bague externe du roulement 34 coopère avec la portée cylindrique interne du fourreau 1 entre l'épaulement 6 de celui-ci et l'extrémité 8a du piston 7. -7- Pour éviter des défauts de mesures dûs aux jeux inhérents à la fabrication des roulements, un moyen élastique de rattrapage des jeux axiaux est mis en place sous la forme d'un ressort 37, comprimé entre la plaque de solidarisa- tion 31 et le piston 7. Ainsi, lors d'un déplacement en translation de l'ensemble fourreau doseur 1 et du piston 7, qui n'est pas arrêté en rotation, une rotation éventuelle de cet ensemble n'entraîne en rotation que la bague externe du roulement 34 sans que ce degré de liberté soit transmis à la bague interne du roulement et donc sans affecter la position angulaire de la plaque de.solidarisation et a fortiori les tiges 29, 30 des capteurs, le seul degré de liberté transmis aux deux capteurs étant la translation du dispositif d'entrée, c'est à dire du fourreau doseur et du piston. Comme on peut le voir, l'invention ne s'applique pas seulement à des capteurs linéaires redondants appliqués à un doseur de régulation, mais également à tout dispositif d'entraînement en translation o une rotation parasite en entrée doit ne pas être transmiseaux organes de sortie commandés en translation. Quand l'invention est appliquée aux régulateurs de turbomachines, ainsi que la description en a été faite, elle procure une économie en masse importante, ainsi qu'en encombrement puisque le capteur et son moyen de liaison sont logés A l'intérieur du fourreau du doseur, ce qui réduit les coûts de fabrication, tout en améliorant la fiabilité de la régulation. -- 8 -- REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour transmettre simultanément à deux tiges parallèles entre elles un seul degré de liberté en translation longitudinale à partir d'un fourreau cylindrique les entourant et lui-même soumis à deux degrés de liberté en translation et en rotation caractérisé en ce qu'il comprend une plaque circulaire (31) de solidarisation de l'extrémité des deux tiges (29, 30) entre elles, disposée perpendiculairement à l'axe de translation des tiges et en combinaison un moyen de liaison (34) entre la plaque(31) et le fourreau (1) apte à ne pas transmettre la rotation du fourreau à la plaque. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de liaison entre la plaque et le fourreau est constitué par un roulement à billes (34) dont la bague interne est disposée sur une portée circulaire de la plaque de solidarisation (31) entre un épaulement (33) et une plaque de maintien (35) et dont la bague externe coopère avec une portée cylindrique interne du fourreau (1). 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte entre la plaque de solidarisation et le fourreau un moyen élastique (37) de rattrapage des jeux axiaux du moyen de liaison (34). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen élastique est constitué par un ressort main- tenu en compression entre la plaque (31) et un piston (7) solidaire du fourreau dans ses déplacements axiaux. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mouvement de translation du fourreau (1) est commandé par des pressions hydrauliques Pmodl et Pmod2 agissant sur les deux faces du piston 7, solidaire du fourreau (1). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications - 9 - 1 à 5 caractérisé en ce que le fourreau (1) est constitué par le doseur (7) de carburant d'un dispositif de régulation de carburant de turbomachine, ce doseur étant mobile en translation et en rotation dans un cylindre externe (2) fixe. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux tiges (29,30) sont constituées par les tiges de deux capteurs de position pour la mesure redondante du déplacement en translation du doseur de carburant. 8 - Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que les deux capteurs sont disposés parallèlement entre eux dans une chemise unique (26) solidaire du cylindre externe (2), la chemise (26) étant elle-même disposée à l'intérieur du fourreau-doseur (1). 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que les capteurs de position sont des capteurs linéaires à induction dont les bobines à in- duction disposées dans la chemise (26) sont reliées électriquement au connecteur principal (25) du dispositif de régulation.