Brevet FR2655692A1 — publié le 19910614

La présente invention concerne d'une façon générale des commandes fluidiques et plus particulièrement des transducteurs électrofluidiques à broche Encore plus précisément, l'invention concerne des transducteurs de ce type qui utilisent un agencement à came pour régler la position du zéro de la broche. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La figure 1 représente schématiquement un missile air-air 10 guidé En fonctionnement, un système 12 de détection est positionné dans l'ogive en forme de cône du missile 10 et délivre en permanence des signaux électriques indiquant la position d'un véhicule cible aéroporté Les signaux sont transmis le long des lignes 14 à un système électronique de commande 16 ("ECS"), dans lequel ils sont traités afin de former des signaux électroniques de commande 18 Les signaux de commande 18 sont transmis aux bobines 20 (figure 5) qui constituent les composants électriques d'un ensemble d'interfaces électrofluidiques 22 Les interfaces fluidiques 22 contrôlent le flux d'azote gazeux débité par leur conteneur sous pression (non représenté) à un ensemble d'actionneurs d'ailettes 24 en fonction des amplitudes et des polarités des signaux de commande 18 Les actionneurs d'ailettes 24 positionnent quatre surfaces de commande (comme par exemple la surface 26) afin d'orienter le missile 10 en direction du véhicule cible. Les interfaces fluidiques 22 sont typiquement installées sous la forme de transducteurs électrofluidiques à broche, dont le fonctionnement fluidique peut être compris d'une façon générale en faisant référence à la figure 4 Un élément 28 de circuit fluidique (représenté par des traits interrompus) est constitué par un sous-ensemble lamifié (lamellé) 29 comportant un empilement d'éléments lamifiés 112 tels que lamelles ou feuilles minces (figure 5), et comporte une ouverture d'alimentation 30 et deux canaux récepteurs 32, 34 Les deux canaux récepteurs 32, 34 sont en communication fluidique avec un actionneur d'ailettes 24 (figure 1) Le fluide est délivré par le conteneur sous pression à l'ouverture d'alimentation 30 Le flux suit d'une façon générale la direction d'une trajectoire de flux qui s'étend du centre d'un ajutage 35 au centre d'un diviseur de flux 36 qui est disposé entre les canaux récepteurs 32, 34. Cette direction est généralement représenté par l'axe X d'un référentiel de direction 37 représenté sur la figure 4 Si l'un ou l'autre des canaux récepteurs 32, 34 reçoit davantage de fluide que l'autre, il s'établit une déformation des signaux fluidiques de sortie délivrés par les canaux récepteurs qui peut être mise à profit par l'actionneur d'ailettes 24 pour déplacer la surface de commande 26. Un bossage ou avancée 38 dépassant d'un élément souple 40 en cuivre au béryllium (figure 3) comporte deux fenêtres de flux 42, 44 qui le traversent, les fenêtres étant séparées par une broche (élément effilé) 46 La broche 46 est disposée dans la trajectoire du flux immédiatement en amont du diviseur de flux 36, comme l'indique la figure 3 A En déplaçant la broche 46 dans l'un ou l'autre des sens de rotation indiqués sur la figure 3 A par la flèche courbe 48, le flux du fluide peut être divisé entre les canaux récepteurs 32, 34, comme il est nécessaire pour obtenir la déformation appropriée des signaux fluidiques de sortie mentionnés ci-dessus. En considérant la figure 3, le mouvement de la broche 46 est typiquement obtenu au moyen d'un sous-ensemble électromagnétique 50 du transducteur à broche Le sous-ensemble 50 comporte un aimant 52, une bobine 20, une première et une seconde pièces polaires 54, 56, ainsi que l'élément souple 40 mentionné ci-dessus. Un signal de commande 18 (figure 1) transmis à la bobine crée un champ électromagnétique qui réagit avec le champ magnétique établi en permanence par l'aimant 52. Cette interaction des champs fait tourner la bobine 20 d'un certain angle et dans une direction qui sont fonction de l'amplitude et de la polarité respectives du signal de commande 18 La bobine 20 est placée sur une bride 58 de l'élément souple 40, et le bossage 38 est sensiblemnt immobile par rapport à la bride 58 En conséquence, quand la bobine tourne dans l'un ou l'autre des sens indiqués par la flèche 48, il en est de même de la broche 46. Dans la fabrication d'un transducteur électrofluidique à broche du type généralement défini ci-dessus, il est important de s'assurer que la position du zéro de la broche 46 ne dérive pas La position du zéro est une position préétablie pour laquelle aucune sortie fluidique différentielle n'est observée entre les canaux récepteurs 32, 34 Le transducteur, une fois assemblé, doit être soumis à une série de contrôles pour déterminer si la position du zéro va rester fixe quand le transducteur sera soumis aux divers risques de l'environnement tels que des vibrations et des contraintes thermiques. La figure 2 représente schématiquement de quelle manière le réglage de la position du zéro a été effectué avant la présente invention L'élément souple 40 de la technique antérieure comporte deux lames de ressort (comme en 60) qui pénètrent dans le sous-ensemble fluidique 29. Les lames de ressort 60 peuvent être mises en forme, par exemple, en découpant et en coudant de manière appropriée des parties de la bride 58 Chacun de ces ressorts 60 repose sur l'extrémité d'une vis de réglage (comme en 62) qui est placée dans le sous-ensemble fluidique 29 Le réglage de la position zéro est effectué en agissant sur les vis de réglage 62 comme il est nécessaire pour positionner la broche 46 (figure 3 A) Avec un tel agencement, le mouvement de la broche 46 en vue du réglage du zéro se fait dans les mêmes directions 48 (figure 3 A) que les mouvements servant au contrôle Puisque la position du zéro peut être réglée avec différentes combinaisons de positions des vis de réglages 62 et donc différentes tensions des ressorts de lame 60, la sensibilité à une amplitude donnée du signal de commande 18 peut varier d'une interface 22 à une autre interface. En outre, le contact entre surfaces des extrémités des lames de ressort 60 et des extrémités des vis de réglage 62 n'est pas un paramètre bien défini Si ce contact varie du fait de choc mécanique ou de contrainte thermique, par exemple, la broche 46 peut s'éloigner de la position du zéro Si un tel mouvement intervient à un moment situé entre l'expédition de l'interface 22 et la mise à feu du missile 10, la précision du missile risque d'en être sérieusement compromise. Un objectif de la présente invention consiste à proposer un transducteur électrofluidique à broche qui maintienne de manière cohérente une position préréglée du zéro. Un autre objectif consiste à proposer un transducteur de ce type pour lequel la position du zéro est réglée au moyen d'une rotation manuelle d'un unique mécanisme de réglage. Un autre objectif consiste à augmenter la précision et l'exactitude des missiles guidés air-air employant comme interfaces des transducteurs électrofluidiques à broche. DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention réalise les objectifs indiqués ci-dessus en proposant un transducteur électrofluidique à broche dans lequel le mouvement de rotation de la broche de commande à des fins de commande s'effectue autour d'un axe qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la broche, tandis que le mouvement de rotation de la broche en vue du réglage du zéro est effectué autour d'un second axe qui est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la broche Un agencement à came est utilisé pour effectuer le mouvement de rotation précédent à des fins de réglage du zéro Un mouvement à des fins de contrôle s'obtient de la manière classique, mais il n'est pas influencé par des forces qui résulteraient d'un autre réglage classique du zéro. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une illustration schématique d'un missile air-air et de son système de guidage associé; la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle et partiellement en élévation qui représente un agencement connu de réglage du zéro de transducteurs électrofluidiques à broche employés pour constituer les interfaces représentée sur la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe transversale partielle et une vue partiellement schématique d'un transducteur électrofluidique à broche et illustre les directions du mouvement de la broche à la fois en mode de réglage du zéro et en mode de commande selon l'invention; la figure 4 est une vue en perspective partielle qui comprend un référentiel de direction et une illustration en trait interrompu d'un élément classique de circuit fluidique, qui a été ajoutée pour faciliter la description; la figure 5 est une vue en perspective partiellement éclatée du transducteur électrofluidique à broche; la figure 6 est une vue en perspective illustrant un agencement à came grâce auquel le réglage du zéro est obtenu selon la forme de réalisation préférée de l'invention; les figures 6 A à 6 C sont des vues partiellement en coupe transversale et partiellement en élévation illustrant le mouvement de la broche sous l'effet de l'agencement à came représenté sur la figure 6 A Bien que ces vues puissent être considérées comme étant faites le long de la ligne 6 A6 Ade la figure 6, certaines caractéristiques ont été ajoutées pour faciliter la description; et la figure 7 est une vue en coupe transversale partielle d'une partie du sous-ensemble lamifié du transducteur électrofluidique à broche représenté sur la figure 5, qui a été ajoutée pour illustrer l'installation et l'utilisation de l'agencement à came représenté sur la figure 6. MODE DE REALISATION PREFERE DE L'INVENTION La figure 5 représente un transducteur électrofluidique à broche 64 comportant un sous-ensemble lamifié 29 qui constitue un composant à circuit fluidique du transducteur, et un sous-ensemble électromagnétique 50 (figure 3) Comme indiqué ci-dessus, le sous-ensemble électromagnétique 50 comprend l'aimant 52, la première pièce polaire 54, la bobine 20, l'élément souple 40, et la seconde pièce polaire 56, cette dernière étant représentée comme installée sur le sous-ensemble lamifié 29 La broche 46 est constituée d'un morceau de fil qui est soudé au bossage 38 de l'élément souple 40 et qui traverse un orifice formé dans le bossage Les pièces polaires 54, 56 sont constituées de fer doux Deux tiges de montage 66, 68 sont étroitement ajustées dans des orifices respectivement 67, 69 (figure 6) formés dans la seconde pièce polaire 56 et font saillie de cette dernière vers le haut L'élément souple 40 et la première pièce polaire 54 sont successivement placés de façon que les tiges 66, 68 traversent des orifices 70, 72 prévus dans une plaque centrale 74 de l'élément souple, et pénètrent dans des orifices 76, 78 formés dans la première pièce polaire. Ainsi, la première pièce polaire 54 est placée sur le dessus du sousensemble lamifié 29, la plaque centrale 74 est placée sur le dessus de la première pièce polaire, et la seconde pièce polaire 56 est placée par dessus la plaque centrale 74 La bobine 20 est montée sur la bride 58, qui entoure latéralement la première pièce polaire 54 à l'exception d'une zone définie par le bossage 38 Un boulon fileté 80 (figures 3 et 7) traverse des orifices 82, 84, 86 de la première pièce polaire 54, de la plaque centrale 74 et de la seconde pièce polaire 56, et pénètre dans un alésage à gradins (figure 7) traversant le sous-ensemble lamifié 29 Le boulon 20 est vissé dans un écrou renfoncé 90, (figure 7) en maintenant ainsi les pièces polaires 54, 56, et l'élément souple 40 sur le sous- ensemble lamifié 29 L'aimant 52 est logé dans des évidements 92, 94 formés sur la surface supérieure 95 du sous-ensemble lamifié 29 Une rondelle à ressort 96 est centré sur la surface supérieure 98 de l'aimant 52 Un élément de boitier 100 en alliage d'aluminium est profilé latéralement pour correspondre à la forme latérale du sous-ensemble lamifié 29 et traversé par cinq alésages (comme par exemple en 102) Ces alésages 102 sont coaxiaux avec des alésages (tels que 104) traversant le sous-ensemble lamifié 29 L'élément de boîtier 100 comporte une cavité (non représentée) s'étendant de sa surface inférieure (signalée en 106) vers l'intérieur jusqu'à une surface interne (non représentée) qui est parallèle à la surface supérieure 108 La surface interne se trouve en butée sur la rondelle à ressort 96 lorsque l'élément de boîtier 100 est placé sur le dessus du sous-ensemble lamifié 29 Des boulons (non représentés) traversent les orifices coaxiaux (tels qu'en 102, 104), et sont vissés dans des écrous renfoncés Quand les boulons sont serrés, la surface interne de l'élément de boîtier agissant par l'intermédiaire de la rondelle à ressort 96, appuie l'aimant 52 contre le sous-ensemble lamifié 29 si bien qu'au moment o la totalité du transducteur 64 est assemblée, l'élément soit maintenu en place. A l'exception de -ce qui sera indiqué ci-dessous dans le but de compléter la description de la forme de réalisation préférée, le sous-ensemble lamifié 29 est fabriqué et assemblé par des moyens classiques bien connus des spécialistes de la technique Le sous-ensemble 29 comporte un socle plat 110 sur lequel sont empilés plusieurs éléments lamifiés 112 Les éléments lamifiés 112 sont conçus de telle manière qu'après avoir été empilés dans l'ordre correct, ils forment à l'intérieur l'élément de circuit fluidique 28 ainsi que l'ouverture d'alimentation et les canaux d'aération nécessaires (non représentés) Plusieurs des éléments lamifiés les plus hauts constituent une cavité 114 dans laquelle s'étend le bossage 38. En faisant référence maintenant à la figure 7, on peut voir un alésage à épaulements 116 qui est formé à travers le sous-ensemble lamifié 29 depuis la surface supérieure 95 jusqu'à la surface inférieure 118 de ce sous-ensemble Un arbre 120 portant un bossage cylindrique 122 faisant saillie à son extrémité supérieure (figure 6) s'étend à l'intérieur de l'alésage 116 de manière que le bossage 122 fasse saillie au-dessus de la surface supérieure 95 L'extrémité inférieure 126 de l'arbre 120 est adaptée par tout moyen approprié pour venir en prise avec 1 un outil dynamométrique susceptible d'être utilisé pour faire tourner l'arbre autour de son axe 127 (figure 6) Comme indiqué sur la figure, le bossage 122 est décalé par rapport à l'axe 127 de l'arbre 120. En se référant à la figure 6, la seconde pièce polaire 56 comporte une fente 128 qui a été pratiquée de préférence à proximité de l'extrémité arrière de la pièce polaire (c'est-à-dire de l'extrémité qui n'est pas visible sur la figure 5) et qui s'étend vers l'intérieur à partir de là surface inférieure (signalée en 130) de cette pièce. Le bossage cylindrique 122 s'étend dans la fente 128, en venant ainsi en prise avec le sous-ensemble électromagnétique 50 (figure 3). L'emploi de la forme de réalisation préférée va maintenant être décrit en faisant référence aux figures 6, 6 A-6 C et 7 On notera que sur les figures 6 A-6 C, le cercle 124 en trait interrompu représenté l'extrémité 124 de l'arbre 120 et qu'il a été ajouté pour faciliter la compréhension Par conséquent, il ne faut pas considérer le cercle 124 comme une vue de l'extrémité invisible 124, puisque l'arbre 120 s'étend à partir du bossage 122 dans une direction se rapprochant de l'observateur des figures 6 A-6 C La fente 128 et le bossage cylindrique 122 fonctionnent respectivement comme une came et un suiveur de came La position zéro de la broche 46 (figure 3 A) est définie quand l'écrou 90 est desserré du boulon 80 Pour régler, la position du zéro, l'arbre 120 est mis en rotation dans les directions nécessaires indiquées par la flèche cintrée 132 Si l'arbre tourne dans l'une des directions 132, le bossage cylindrique 122 exerce une force sur l'une des parois latérales 134 définies par la fente 128, et force les pièces polaires 54, 56 ainsi que l'élément souple 40 à tourner dans l'une des directions 132 ' autour de l'axe 136 du boulon 80 En conséquence, le bossage 38 (figure 3 A) qui dépasse de l'élément souple 40 est également entraîné en rotation dans la même direction, comme indiqué sur la figure 6 B Inversement, si l'arbre est entraîné en rotation dans l'une opposée des directions 132, le bossage cylindrique 122 exerce une force sur la paroi latérale opposée 138 définie par la fente 128, et le bossage 38 tourne autour de l'axe 136 dans la direction opposée aux directions 132 ', comme l'indique la figure 6 C. Une fois réglée, la position du zéro de la broche 46 est bloquée en serrant l'écrou 90 sur le boulon 80. D'après ce qui précède, il devrait être évident que l'axe 136 du boulon 80 est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 140 (figure 4) de la broche 46 Ces axes sont orientés dans une direction généralement représentée par l'axe z sur le référentiel 37 de la figure 4, c'est-àdire une direction perpendiculaire à la direction de la trajectoire de flux mentionnée ci-dessus. Le mouvement de la broche 46 à des fins de commande intervient de manière classique, et est essentiellement un mouvement de rotation autour d'un axe (non représenté) qui est sensiblement parallèle à l'axe X et sensiblement perpendiculaire à l'axe z du référentiel 37 Cet axe qui n'est pas représenté peut être considéré comme situé nominalement le long de la plaque centrale 74 (figure 5) de l'élément souple 40, et se prolongeant dans la direction longitudinale d'une traverse 142 à profil triangulaire de ce dernier. On comprendra que la partie précédente du descriptif et les dessins annexés ne sont pas destinés à limiter la portée de l'invention à la forme de réalisation préférée présentée, ni à des détails particuliers qui sont accessoires par rapport au principe indiqué En conséquence, la portée de l'invention est uniquement limitée par les revendications annexées et leurs équivalents. REVENDICATIONS 1 Transducteur électrofluidique à broche ( 64), comprenant: un sousensemble lamifié ( 29) qui constitue un composant à circuit f luidique ( 28) dudit transducteur, ledit composant ayant une ouverture d'alimentation ( 30) à partir de laquelle, en fonctionnement, un fluide est orienté le long d'une trajectoire de flux en direction d'un séparateur de flux ( 36) qui se trouve placé entre deux canaux récepteurs ( 32, 34), ledit sous-ensemble étant adapté pour recevoir une broche immédiatement en amont dudit séparateur de flux et pour permettre le mouvement de ladite broche par rapport audit séparateur ( 36); et un sous- ensemble électromagnétique ( 50) comprenant ladite broche ( 46), ladite broche ayant un axe longitudinal ( 140), ledit sous-ensemble électromagnétique étant fixé audit sous-ensemble lamifié ( 29) de façon que ladite broche soit reçue dans ledit sous-ensemble lamifié et positionnée immédiatement en amont dudit séparateur de flux; ledit sous- ensemble électromagnétique ( 50) ayant pour fonction en réponse à des signaux électriques appliqués depuis l'extérieur de créer un mouvement bidirectionnel, limité, de ladite broche par rapport audit séparateur de flux, ledit mouvement étant sensiblement un mouvement de rotation autour d'un premier axe qui est sensiblement perpendiculaire audit axe longitudinal ( 140) et sensiblement parallèle à ladite trajectoire de flux, une partie au moins dudit sous-ensemble électromagnétique ( 50) comprenant ladite broche mobile ( 46) dans les deux directions et en rotation autour d'un second axe ( 136) qui est sensiblement parallèle audit axe longitudinal ( 140) et sensiblement perpendiculaire à ladite trajectoire de flux; caractérisé en ce que le transducteur comprend en outre un mécanisme à came ( 120, 122) manoeuvrable à la main en prise avec ledit sous-ensemble électromagnétique pour déplacer ladite broche ( 46) autour dudit second axe ( 136) afin de positionner ladite broche ( 46) par rapport audit séparateur de flux ( 36). 2 Transducteur électrofluidique à broche selon la revendication 1 dans lequel ledit mécanisme à came comprend un arbre tournant ( 120) ayant un suiveur de came ( 122) rigidement assemblé avec lui ou en faisant partie intégrante, ledit suiveur de came étant en prise avec une came ( 128) formée dans ledit sous-ensemble électromagnétique. 3 Transducteur électrofluidique à broche selon la revendication 2, dans lequel ledit suiveur de came ( 122) peut fonctionner en réponse à la rotation manuelle, bidirectionnelle dudit arbre ( 120) pour créer un mouvement de rotation bidirectionnel, limité de ladite broche ( 46). 4 Transducteur électrofluidique à broche selon la revendication 3, dans lequel ledit sous-ensemble électromagnétique ( 50) comprend: une première pièce polaire ( 56) placée par dessus ledit sous-ensemble lamifié; un élément souple ( 40) comprenant une plaque centrale ( 74) placée par dessus ladite première pièce polaire, ledit élément comprenant une bride de montage ( 58) qui entoure sensiblement ladite première pièce polaire latéralement, ladite pièce comportant un bossage ( 38) qui comprend ladite broche, ledit bossage se prolongeant dans ledit sous-ensemble lamifié; une bobine ( 20) placée sur le dessus de ladite bride; et une seconde pièce polaire ( 54) montée par dessus ladite plaque centrale dudit élément souple. Transducteur électrofluidique à broche selon la revendication 4 comprenant en outre des broches d'alignement ( 66, 68) destinées à maintenir lesdites pièces polaires ( 54, 56) et ledit élément souple ( 40) suivant des relations sensiblement fixes de façon que lesdites pièces polaires et ledit élément souple puissent être déplacés ensemble, mais non indépendamment, autour dudit second axe ( 136). 6 Transducteur électrofluidique à broche selon la revendication 5 comprenant en outre un élément de fixation ( 80) pour maintenir lesdites pièces polaires et ledit élément souple sur ledit sous-ensemble lamifié, ledit élément de fixation définissant ledit second axe ( 80).