Brevet FR2642813A1 — publié le 19900810

Moyen d'entraînement à moteur électrique pour un organe de manoeuvre " La présente invention concerne un moyen d'entraînement à moteur électrique pour un organe de manoeuvre qui comporte une tige d'actionnement mobile en translation et qui prend en cas de besoin, rapidement, une position de sécurité, moyen comprenant - un moteur, - une transmission à vis formée d'une broche et d'un écrou dont l'un est entraîné par le moteur alors que l'autre est muni de moyens de liaison pour la tige d'actionnement, - un ressort de rappel agissant sur la tige d'actionnement et, - des moyens formant des paliers reliés à l'organe de manoeuvre et qui portent la transmission à vis, le moteur ainsi qu'un appui pour le ressort de rappel. Dans les installations, il est souvent nécessaire dans des circonstances à risques ou en cas de coupure de l'alimentation auxiliaire, de mettre un organe de manoeuvre très rapidement dans une position de sécurité. Pour cela, on utilise par exemple des soupapes ou vannes à ouverture ou fermeture rapide. Dans un moyen d'entraînement à moteur électrique connu (DE 26 43 550) pour de tels organes de manoeuvre, la tige d'actionnement de l'organe est reliée au moyen d'entraînement par un embrayage électromagnétique. En cas de besoin, l'embrayage sépare la tige d'actionnement du moyen d'entraînement. Le ressort de rappel est alors en mesure de mettre l'organe de manoeuvre en position de sécurité dans un temps très court nécessaire. Il en résulte un éloignement dans l'espace des deux moitiés de l'embrayage électromagnétique. De ce fait, le moyen d'entraînement n'est pas alors en mesure de faire sortir l'organe de manoeuvre de sa position de sécurité. Préalablement, il faut déplacer le moyen d'entraînement -vers la tige d'actionnement pour que les deux moitiés de l'embrayage viennent de nouveau en prise. La présente invention a pour but de créer un moyen d'entraînement à moteur électrique du type ci- dessus, qui permet de dégager l'organe de manoeuvre de sa position de sécurité sans avoir à déplacer celui-ci préalablement. A cet effet, l'invention concerne un moyen du type ci-dessus caractérisé en ce que: la transmission à vis comporte des éléments de roulement logés dans un pas de vis entre la broche et l'écrou, - un organe à roue libre est prévu entre la transmission à vis et le moteur et, - le moteur est un aimant à champ tournant. Comme la transmission à vis comporte des éléments de roulement logés dans un pas de vis, par exemple des billes, cette transmission fonctionne de manière particulièrement souple. Ainsi lorsque le moteur est coupé de l'alimentation, le ressort de rappel peut conduire la tige d'actionnement ainsi que le moyen d'entraînement dans le temps le plus court en position de sécurité. L'organe de roue libre automatique permet au moteur de suivre lorsque l'organe de manoeuvre est passé en position de sécurité. L'énergie cinétique du moteur accumulée pendant le mouvement rapide.est absorbée au cours de la suite du mouvement évitant toute contrainte élevée, gênante, dans le moyen d'entraînement. En position de fonctionnement, l'aimant à champ tournant est en mesure de maintenir l'organe de manoeuvre dans la position de positionnement prévue (il s'agit de la position de fin de-course opposée à la position de sécurité) bien que l'ensemble du moyen d'entraînement ne soit pas auto-bloquant. Il est ainsi utile de prévoir un embrayage électromagnétique entre la tige d'actionnement et la transmission à vis. Cela supprime l'inconvénient de voir les moitiés de l'embrayage se séparer l'une'de l'autre dans l'espace. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un réducteur non auto- bloquant est monté entre le moteur et l'organe à roue libre. Cette solution est particulièrement intéressante si la vitesse de rotation du moteur dépasse l'énergie demandée par la transmission à vis. Cette énergie cinétique résultant du mouvement de passage en position de sécurité ne crée pas de surcharge pour le moyen d'entraînement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité des moyens de guidage, éloignée de l'organe de manoeuvre reçoit à rotation une douille de palier dont une extrémité porte l'organe de roue libre et l'autre extrémité'la broche. Cela donne une réalisation extrêmement compacte pour le montage des paliers et le guidage ainsi que la liaison de la broche de la transmission à vis et de l'organe de roue libre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, - un corps de translation traverse longitudinalement le ressort de rappel, - le corps de translation comporte un perçage longitudinal et son extrémité située du côté de l'organe de manoeuvre porte les moyens de raccordement pour la tige d'actionnement et, - l'écrou est logé dans le perçage longitudinal. Cette solution se traduit par un encombrement en hauteur particulièrement réduit pour le ressort de rappel et la transmission à vis. Un exemple de réalisation d'un moyen d'entraînement à moteur électrique selon l'invention est représenté dans les dessins et sera décrit ci- après. Ainsi: - la figure 1 montre un organe de manoeuvre avec un moyen d'entraînement en vue de face. - la figure 2 est un détail du moyen d'entraînement de la figure 1 en coupe longitudinale. A la figure 1, un organe de manoeuvre i en forme de vanne "ouvert/fermé" comporte une tige d'actionnement 2 mobile en translation et qui est commandée par un moyen d'entraînement à moteur électrique. Ce moyen d'entraînement dispose de moyens de guidage 3 reliés par une extrémité à l'organe de manoeuvre 1 et par l'autre extrémité à un réducteur 4 lui-même relié à un moteur 5. Selon la figure 2, l'extrémité des moyens de guidage 3, éloignée de l'organe de manoeuvre porte en son milieu une douille de palier 6, mobile en rotation mais bloquée axialement. A l'une de ses extrémités, la douille de palier 6 comporte un organe de roue libre 7 qui est couplé à l'arbre de sortie 8 d'un réducteur 4. A son autre extrémité, la douille de palier 6 porte une broche 9 qui s'étend dans la direction de l'organe de réglage 1 et forme une transmission à vis en combinaison avec l'écrou 10 qu'elle porte. Entre la broche 9 et l'écrou 10, on a les éléments de roulement 11 logés dans le filetage; il s'agit par exemple de billes. L'écrou 10 est logé dans un perçage longitudinal 12 du corps du moyen de translation 13 dont l'extrémité située du côté de l'organe de manoeuvre comporte un moyen de raccordement 14 pour la tige d'actionnement 2. A son autre extrémité, elle est munie d'un moyen de blocage de rotation 15 ainsi que d'un organe d'entraînement 16 pour un ressort de rappel 17 entourant le corps de translation 13.- Le ressort de rappel 17 se compose de ressorts Belleville empilés sur une colonne et ce ressort vient contre un appui 18 maintenu sur les moyens de guidage 3. Le moteur 5 est constitué par un aimant à champ tournant. Le réducteur 4 et la transmission à vis 9-11 ne sont pas réalisés auto-bloquants si bien qu'ils n'ont pas en eux-mêmes une fonction d'auto- blocage. Du fait des éléments de roulement 11, la transmission à vis 9-11 présente un fonctionnement particulièrement doux. Les figures 1 et 2 montrent la position de sécurité de l'organe de manoeuvre 1. La tige- d'actionnement 2 et le corps de translation 13 occupent leur position d'extrémité supérieure définie par les moyens de guidage 3, par exemple la position d'ouverture pour l'organe de manoeuvre 1. Le moteur 5 est alors coupé de l'alimentation électrique. Lorsqu'on branche le moteur 5, il met la broche 9 en rotation par l'intermédiaire du réducteur 4, de l'organe à roue libre 7 et de la douille de palier 6. Ainsi l'écrou 10 bloqué en rotation et son corps de translation 13 descendent le long de la broche 9. Cela entraîne la compression du ressort de rappel 17. En même temps, la tige d'actionnement 2 est déplacée jusqu'à ce que l'organe de manoeuvre 1 se trouve en position de fonctionnement par exemple en position de fermeture et limite la course. Le moteur 5 qui reste alimenté maintient l'organe de manoeuvre 1 en position de fonctionnement. Lorsque l'alimentation du moteur 5 est coupée, la force exercée par le ressort de rappel 17 sur le corps de translation 13 et l'écrou 10 par le ressort de rappel 17 par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement 16 fait tourner la broche 9, la douille de palier 6, l'organe de roue libre 7, le réducteur 4 et le moteur 5. L'écrou 10 remonte le long de la broche 9. Déjà après un court instant, on arrive en position de sécurité. La course de translation de l'écrou 10 et du corps de translation 13 s'arrête ainsi. A ce moment, l'organe de roue libre 7 se libère et le réducteur 4 ainsi que le moteur 5 peuvent suivre jusqu'à ce que leur énergie cinétique soit absorbée. On évite ainsi un freinage brutal du moteur 5 et du réducteur 4 et les sollicitations importantes qui en résulteraient. Lorsque l'alimentation du moteur 5 est coupée, sous l'action du ressort de rappel 10, l'organe de manoeuvre 1 prend sa position de sécurité en un temps extrêmement court. L'organe de manoeuvre 1 peut de nouveau se dégager de cette position sans difficulté et passer en position de fonctionnement; il suffit d'alimenter le moteur 5. Le cas échéant, on peut réaliser le moyen d'entraînement avec un sens d'action différent pour le 7. ressort de rappel 17. Pour cela, il suffit d'appuyer son extrémité opposée à l'organe de manoeuvre sur l'appui 18 et de faire agir l'extrémité du ressort proche de l'organe de manoeuvre, sur le corps de translation 13. Liste des références: 1 organe de manoeuvre 2 tige d'actionnement 3 moyen de guidage 4 réducteur moteur 6 douille de palier 7 organe de roue libre 8 arbre de sortie 9 broche écrou 11 élément de roulement 12 perçage longitudinal 13 corps de translation 14 moyen de raccordement moyen de blocage en rotation 16 organe d'entraînement 17 ressort de rappel 18 appui REVENDICATIONS 1') Moyen d'entraînement à moteur électrique pour un organe de manoeuvre qui comporte une tige d'actionnement mobile en translation et qui prend en cas de besoin, rapidement, une position de sécurité, moyen comprenant: un moteur, - une transmission à vis formée d'une broche et d'un écrou dont l'un est entraîné par le moteur alors que l'autre est muni de moyens de liaison pour la tige d'actionnement, - un ressort de rappel agissant sur la tige d'actionnement et, - des moyens formant des paliers reliés à l'organe de manoeuvre et qui portent la transmission à vis, le moteur ainsi qu'un appui pour le ressort de rappel, moyen caractérisé en ce que: - la transmission à vis comporte des éléments de roulement (1) logés dans un pas de vis entre la broche (9) et l'écrou (10), - un organe à roue libre (7) est prévu entre la transmission à vis (9-11) et le moteur (5) et, - le moteur (5) est un aimant à champ tournant. 2 ) Moyen d'entraînement à moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé par un réducteur (4) non auto-bloquant monté entre le moteur (5) et l'organe à roue libre (7). 3') Moyen d'entraînement à moteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité des moyens de guidage (3), éloignée de l'organe de manoeuvre reçoit à rotation une douille de palier (6) dont une extrémité porte l'organe de roue libre (7) et l'autre extrémité la broche (9). 4') Moyen d'entraînement à moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que: - un corps de translation (13) traverse longitudinalement le ressort de rappel (17), - le corps de translation (13) comporte un perçage longitudinal (12) et son extrémité située du côté de l'organe de manoeuvre porte les moyens de raccordement (14) pour la tige d'actionnement (2) et, - l'écrou (10) est logé dans le perçage longitudinal (12).