Brevet FR2588046A1 — publié le 19870403

Mécanisme de retroaction d'un servomoteur. La présente invention concerne un mécanisme de rétroaction destiné à transmettre le déplacement du piston d'un servomoteur pour soupapes à la douille de rétroaction prévue dans le mécanisme de commande. Le mécanisme de rétroaction d'une servomoteur pour soupapes a pour fonction la transmission des déplacements du piston de puissance à la douille de rétroaction prévue dans le bloc de commande. Lorsque la pression hydraulique agissant sur le piston de puissance augmente, ou qu'elle diminue, ledit piston de puissance effectue un déplacement axial dans un certain sens (ou dans l'autre), dont l'ampli- tude constitue unegrandeur d'information pour le mécanisme de transmission qui agit sur la douille de rétroaction prévue dans le bloc de commande, tout déplacement de ladite douille de rétroaction déterminant un effet de couplage en retour, qui rétablit l'équilibre au niveau du piston de puissance. Il est connu de réaliser la transmission du déplace- ment du piston de puissance à la douille de rétroaction prévue dans le bloc de commande au moyen d'une série de tringleries, de coulisses et de galets excentriques. Les inconvénients de tels modes de réalisation sont évidents, au fait qu'il n'est pas possible d'empêcher que dans la transmission du mouvement de déplacement du piston de puissance à la douille de rétroaction il apparaisse des inexactitudes, que celles-ci soient dues à des variations des pertes cinématiques par frottement, à un accroissement des jeux dans les paliers ou les articulations des trin- gleries ou au risque immanent d'un coincement du mécanisme de transmission lui-même. Aussi peut-on dire que les diffé- rentes constructions prévues jusqu'à présent ne sont pas en mesure de donner entière satisfaction. Avec de tels systèmes, et ceci est de toute première importance, la transmission du déplacement du piston de puissance à la douille de rétroaction ne se fait pas sans un retard dans le temps, sans perturbations du point de vue mécanique et la fidélité de l'information n'est pas assurée. Tous ces défauts peuvent donner naissance à des erreurs, susceptibles de nuire aux possibilités de réglage. Le but de la présente invention est de remédier à cet état des choses et d'assurer avec un mécanisme de rétro- action du genre décrit dans le préambule, une transmission sere et directe du déplacement du piston de puissance à la douille de rétroaction. Selon l'invention le système de transmission du déplacement du piston de puissance à la douille de rétroaction est réalisé avec un levier unique, logé en un seul point de pivotement, l'une des extrémités dudit levier palpe le déplacement relatif du piston de puissance dans le sens de la longueur, tandis que l'autre extrémité impose un déplacement correspondant en agissant directement sur la douille de rétroaction, le rapport entre les amplitudes respectives desdits déplacements étant dé- terminé par le rapport entre les longueurs des bras de levier correspondant. Selon une réalisation de l'invention, du côté de la douille de rétroaction l'action du levier s'exerce au moyen d'un poussoir, disposé excentré par rapport à l'axe de la douille de rétroaction, et dans une réalisation préférée de l'invention, un galet de roulement est prévu à chacune des extrémités du levier de transmission. L'avantage important de la présente invention consiste en ce que la transmission du mouvement de déplacement du piston de puissance à la douille de rétroaction s'effec- tue ainsi directement, au moyen d'un simple levier logé en un seul point de pivotement. Les défauts spécifiques que sont les inexactitudes et les délais de transmission sont ainsi complètement éliminés. Les avantages et les extensions judicieuses de la solution selon l'invention de ce problème, sont "caracté- risés" dans les revendications correspondantes. On décrit sommairement ci-dessous, avec le dessin à l'appui, le fonctionnement et un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure unique montre un exemple de réalisation d'un servomoteur pour soupapes, avec un mécanisme de rétrocation incorporé qui transmet à la douille de rétroaction les mouvements de déplacement du piston de puissance. Tous les éléments qui ne sont pas nécessaires pour la compréhension directe de l'invention ont été laissés de côté. Le sens de circulation du fluide est indiqué avec des flèches. A toute position stable du servomoteur représenté dans la figure, correspond une valeur déterminée de la pression de commande qui agit sur la surface de commande 9 du tiroir 1. La force qui en résulte en cet endroit est équilibrée par l'élasticité du ressort antagoniste 7. Avec une telle configuration, le tiroir 1 reste immobile. Le piston de puissance 4 est représenté dans la position o l'arrivée du fluide sous pression vers la surface il du piston, qui n'est pas visible sur la figure, reste fermée, le levier 6 actionné par la tige de piston 5 déterminant la position axiale de la douille de rétroaction 3. La transmission de force, entre le levier 6 et la douille de rétroaction 3 s'effectue par l'intermédiaire d'un poussoir 8 disposé excentré par rapport à l'axe médian de la douille de rétroaction 3. Les "rampes de commande" respectives 10a, 10b du coulisseau 2 et de la douille de rétroaction 3 prennent l'une par rapport à l'autre la position corres- pondant à la pression nécessaire pour assurer l'équilibre entre les forces qui agissent sur le piston de commande 4. Pour une manoeuvre d'ouverture ou de ferme- ture, on applique un incrément positif ou négatif à la pression de commande 12. L'augmentation ou la réduction de la force hydraulique appliquée à la surface de commande 9 détermine une rupture de l'équilibre dans le tiroir 9. Le tiroir 1 se déplace sur une partie de sa course et l'équilibre se trouve rétabli du fait de l'accroissement ou de la diminution de la force exercée par le ressort antagoniste 7. Selon qu'il s'agit d'une manoeuvre d'ouver- ture ou de fermeture, les "rampes de réglage" 10a, lob établissent la communication avec la pression hydraulique 13 ou avec la décharge de celle-ci. L'accroissement ou la diminution de la pression agissant sur la surface 1i1 du piston entraîne une rupture des conditions d'équilibre du piston 4: il en résulte une compression ou une extension de l'empilage de rondelles-ressorts 14. Par suite du déplacement axial du piston de puissance 4 qui en résulte et de l'entrée en cation du mécanisme de rétroaction 5, 6, 8 et du ressort 19, la douille de rétroaction 3 vient occuper une nouvelle position. La vitesse d'ouverture maximale possible du piston de puissance 4 est déterminée par le calibrage du diaphragme à ouverture fixe 15 incor- poré dans le système. La valeur maximale possible de la fermeture, par contre, est déterminée par l'élasticité de l'empilage de rondellesressorts 14. Le déplacement du piston de puissance 4 prend fin aussitôt que la douille de rétroaction 3 a effectué un déplacement identique à celui du tiroir 1. Il s'établit un nouvel état d'équilibre. La pression sur la surface 11 du piston correspond maintenant aux nouvelles valeurs des forces mises en jeu, c'est-à-dire de la pression opposée par l'empilage de rondelles-ressorts et de la force de la vapeur agissant sur la tige de soupape 16, déterminée par la nouvelle valeur de levée de la soupape. Un tirant de liaison 17 est disposé entre le tiroir 1 et le ressort antagoniste 7. La liaison élastique entre la douille de rétroaction 3 et le support 20, réali- sée avec le ressort 19, permet à la douille de rétroaction 3 de venir dans une position définitive 3. La fonction du mécanisme de rétrocation 5, 6, 8 consiste donc à transmettre le déplacement du piston de puissance 4 à la douille de rétroaction 3 disposées dans le bloc de commande, compte tenu d'un certain rapport entre les bras de levier. Le rapport de transmission de la course du piston est déterminé d'une part par la valeur choisie pour le rapport entre les longueurs des bras du levier 6 et d'autre part par la configuration géométrique de l'extrémité de la tige 5, l'une des extrémités, 6b, du levier 6 palpant le déplacement axial relatif du piston de puissance 4 tandis que l'autre extrémité 6c transmet essentiellement le dépla- cement qui en résulte à la douille de rétroaction 3. La transmission du déplacement du levier 6 à la douille de rétroaction 3 étant obtenue directement au moyen d'un poussoir 8 disposé excentré par rapport à l'axe de ladite douille. On peut éliminer tout risque de basculement en accordant une attention particulière au logement et au guidage du poussoir 8 à travers le carter du tiroir de commande 1. Aux points de contact avec la tige 5 et le poussoir 8, les extrémités du levier 6 sont équipées de galets de roulement 6a, grâce à quoi il est possible de transmettre directement et fidèlement quant à la valeur, également des variations relativement "pointues" de la caractéristique d'ouverture. 2S88046 REVENDICATIONS 1. Mécanisme de rétroaction d'un servomoteur pour soupapes, o le déplacement du piston de puissance est transmis à la douille de rétroaction prévue dans le méca- nisme de commande, caractérisé par le fait que la transmis- sion du déplacement du piston de puissance (4) à la douille de rétroaction (3) s'effectue au moyen d'un levier (6) iog en un seel!-point de-pivotement, l'une des extrémités (6b) dudit levier palpant le déplacement relatif du piston de puissance (4) dans le sens de la longueur, tandis que autreextrémité (6c) du levier impose ce même déplacement longitudinal, avec un rapport de conversion prédéterminé par les longueurs respectives des deux bras de levier, directement à la douille de rétroaction (3). 2. Mécanisme de rétroaction selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'extrémité de levier (6c) qui se trouve du côté du bloc de commande applique le déplace- ment représentatif de celui du piston de puissance (4) à la douille de rétroaction (3) par l'intermédiaire d'un poussoir (8) disposé excentré par rapport à l'axe de ladite douille de rétroaction (3). 3. Mécanisme de rétroaction selon la revendication 1, caractérisé par le fait aue les extrémités (6b, 6c) du levier sont équipéesde galets de roulement (6a).