Brevet FR3138673A1 — publié le 20240209

La présente invention concerne une soupape, de préférence une soupape continue ou une soupape proportionnelle, dans laquelle la soupape comprend des moyens configurés pour contrôler et/ou réguler une pression et/ou un débit d’un liquide, dans laquelle les moyens sont en outre configurés pour exécuter au moins une autre fonction ou pour contribuer à la fonction. Figure à publier avec l’abrégé : Fig 3 Soupape et aéronef La présente invention concerne une soupape, de préférence une soupape continue ou une soupape proportionnelle, dans laquelle la soupape comprend un moyen configuré pour contrôler et/ou réguler une pression et/ou un débit d’un liquide. Par exemple, pour contrôler des moteurs hydrauliques dans des aéronefs, comme sur une unité d’entraînement de volets/de becs, des blocs de commande équipés de soupapes ou de soupapes hydrauliques sont utilisés dans l’art antérieur. Ladite soupape, désignée par exemple « soupape de commande principale » (MCV), contrôle ou régule le flux de liquide hydraulique dans un bloc de soupape destiné, par exemple, à un moteur hydraulique. La illustre un schéma de principe dudit bloc de soupape B avec une soupape de commande principale prévue dessus et à l’intérieur pour un moteur hydraulique M relié au bloc de soupape B de l’art antérieur. Le bloc de soupape B comprend des conduites qui sont alimentées en liquide hydraulique par l’admission SU. Par le biais de l’évacuation RE, le liquide hydraulique est évacué du bloc de soupape B à nouveau, par exemple afin de fermer un circuit hydraulique de plus grande taille. De la même manière, le bloc de soupape comprend, par exemple, un port hydraulique POB destiné à d’autres consommateurs. La soupape de commande principale comprend un tiroir SL, dont le mouvement peut être utilisé pour contrôler l’alimentation en liquide hydraulique ou en pression hydraulique des conduites dans le bloc de déclenchement B. Le tiroir SL est centré par un ensemble de ressort S. Le bloc de déclenchement B comprend trois soupapes électromagnétiques ou soupapes de déclenchement, Extend E, Retract R et Brake B, dans lequel, à l’aide des soupapes électromagnétiques E et R, le tiroir SL de la soupape de commande principale peut être placé dans la position correspondante en appliquant une pression d’alimentation aux conduites correspondantes. Le tiroir SL débloque ensuite les ouvertures dans une chemise de tiroir pour les conduites correspondantes. À l’aide de l’ensemble de ressort SP et d’un déclenchement synchronisé des soupapes électromagnétiques Extend E et Retract R, le tiroir SL peut être maintenu dans des positions intermédiaires, c’est-à-dire en flottement, moyennant quoi certaines ouvertures dans la chemise de tiroir peuvent être définies, c’est-à-dire partiellement ouvertes, par exemple, et des débits définis peuvent être obtenus. La position du tiroir SL peut être déterminée par un transformateur différentiel LVDT. Pour obtenir un démarrage défini du moteur M, celui-ci est maintenu en place par un frein hydraulique. C’est uniquement lorsque le tiroir SL est déplacé qu’il existe une pression suffisante disponible au niveau du frein B à soupape électromagnétique pour pouvoir relâcher le frein. L’ensemble de ressort convertit la pression appliquée au tiroir en informations de déplacement, qui peuvent être lues à l’aide du transformateur différentiel et utilisées à des fins de surveillance. Ainsi, les informations de pression peuvent être générées indirectement. De plus, le comportement adéquat de la soupape de commande principale peut être surveillé via le transformateur différentiel. Cette mise en œuvre nécessite plusieurs soupapes électromagnétiques, un grand nombre d’étranglements et un ensemble de ressort complexe. Les étranglements en particulier sont relativement coûteux. Chaque soupape électromagnétique nécessite un courant de déclenchement relativement élevé. La mise en œuvre des conduites hydrauliques engendre un bloc de soupape relativement grand et, ainsi, lourd, avec des chutes de pression proportionnellement importantes au sein des conduites. Une course de tiroir très importante est nécessaire. Cela augmente la taille de la soupape de commande principale. Un transformateur différentiel est également nécessaire. Dans ce contexte, l’objet de la présente invention est de prévoir une soupape améliorée, et en particulier une soupape plus petite, plus légère, moins coûteuse et plus simple, en particulier avec des besoins en énergie réduits et de meilleures performances hydrauliques, c’est-à-dire avec moins de chutes de pression. Ledit objet est réalisé par le sujet de l’invention qui présente les caractéristiques énoncées dans la revendication jointe 1. Des développements avantageux de l’invention constituent le sujet des revendications jointes. Ainsi, il est prévu selon l’invention que les moyens soient en outre configurés pour exécuter au moins une autre fonction ou pour contribuer à l’exécution de la fonction. À la place de la soupape de commande principale, un type de servo-vanne électrohydraulique (EHSV) est de préférence utilisé. Une servo-vanne électrohydraulique peut de préférence mettre en œuvre des commandes de contrôle avec des courants électriques très faibles et, ainsi, débloquer l’écoulement vers le moteur. La seconde fonction consiste, par exemple, à fournir une pression afin d’ouvrir un frein, et est de préférence disponible uniquement une fois que le tiroir a été dévié d’une certaine distance. Ainsi, le contrôle du débit destiné à un consommateur hydraulique, comme un moteur ou un vérin hydraulique, peut être effectué avec un verrouillage hydraulique simultané lorsqu’il n’est pas actionné. Il est de préférence prévu que les moyens comprennent un tiroir et une chemise de tiroir. En d’autres termes, une soupape, telle qu’une soupape continue, une soupape proportionnelle ou une soupape avec une autre caractéristique de contrôle avec au moins une fonction supplémentaire, qui n’est pas destinée à la régulation d’une pression et/ou d’un débit principal(e), intégrée à la même chemise de tiroir, est de préférence proposée. Dans un mode de réalisation avantageux, il est prévu que la fonction fournisse du liquide à la pression et/ou au débit requis(e) pour un composant, comme une soupape de déclenchement destinée à un frein ou à une soupape de mode d’un système de commande de vol principal ou d’un frein ou d’un moyen de verrouillage. Cette fonction peut ainsi de préférence être utilisée comme une commande pour par exemple un frein dans un système à double course ou une soupape de mode dans la commande de vol principale. D’autres fonctions sont également envisageables, comme des fonctions de freinage ou de verrouillage, qui sont toujours nécessaires lorsqu’aucune commande de contrôle n’est donnée. Un capteur peut être prévu et déterminer la pression et/ou le débit destiné(e) au composant. Le signal de pression fourni par le port de déclenchement peut de préférence être utilisé non seulement pour le déverrouillage hydraulique, mais également à des fins de surveillance. Cela permet au transformateur différentiel d’être remplacé par un capteur de pression, par exemple. Il peut être prévu que la fonction soit exécutée en l’absence de déclenchement de la soupape. Il peut être envisagé que la fonction soit exécutée avec la caractéristique d’une fonction de déclenchement ou d’une fonction continue. Il peut être prévu que la soupape soit contrôlée via une admission mécanique. De préférence, la soupape ne comprend aucune soupape de déclenchement et/ou aucun ressort. Il est envisageable que le tiroir présente une course de 0,5 mm à 3 mm, de préférence de 1 mm à 2 mm. Dans un mode de réalisation avantageux, il est prévu que la soupape soit une servo-vanne électrohydraulique (EHSV) et puisse de préférence être déclenchée avec un courant de déclenchement de +/- 10 mA. La soupape peut également être une soupape à commande directe. De préférence, il est prévu que la soupape soit prévue sur et/ou dans un bloc de soupape destiné à un consommateur hydraulique, de préférence un moteur ou un vérin. L’invention concerne en outre un aéronef comprenant une soupape selon l’invention. Il est également envisageable que la soupape comprenne un tiroir et une chemise de tiroir, dans laquelle le tiroir comprend une surface de commande et la chemise de tiroir comprend une ouverture, dans laquelle la soupape est configurée de sorte que la surface de commande puisse recouvrir l’ouverture, dans laquelle le tiroir peut être positionné de sorte que la surface de commande ne recouvre pas l’ouverture, au moins partiellement, dans laquelle la chemise de tiroir comprend une autre ouverture, dans laquelle la surface de commande peut recouvrir l’autre ouverture, dans laquelle le tiroir peut être positionné de sorte que la surface de commande ne recouvre pas l’ouverture et l’autre ouverture, au moins partiellement, respectivement. Il est également envisageable que la surface de commande puisse recouvrir complètement les ouvertures. De la même manière, plus de deux ouvertures peuvent être prévues, et peuvent être recouvertes ou non par la surface de commande. La soupape est de préférence utilisée pour contrôler le débit destiné à un consommateur hydraulique, comme un moteur hydraulique, dans un système à double course. Dans ce cas, le consommateur nécessite, par exemple, au moins 2 débits volumétriques discrets. La surface de commande peut également être désignée « bord de commande ». La surface de commande est de préférence une surface ininterrompue par des échelons, des bords ou similaires, qui glisse sur la surface interne du tiroir de commande. La surface de commande recouvre de préférence l’ouverture de sorte qu’aucun liquide ou que seule une quantité négligeable de liquide puisse passer à travers l’ouverture. De préférence, il est prévu que la soupape possède une ligne caractéristique de débit ayant au moins un échelon discret. Il peut être prévu que les ouvertures soient créées par découpe au laser. Dans un mode de réalisation avantageux, il est prévu que les ouvertures soient espacées les unes des autres, les ouvertures présentant un espacement de 0,1 mm à 1 mm, de préférence un espacement de 0,1 mm à 0,6 mm, ou de 0,2 mm à 0,4 mm. Il peut être prévu que les ouvertures présentent une forme circulaire, rectangulaire, trapézoïdale, ovale, triangulaire ou de goutte, la forme ayant de préférence des angles arrondis. Il doit être noté ici que les termes « un » et « une » ne désignent pas nécessairement exactement l’un des éléments, bien qu’il puisse s’agir d’une version possible, mais peuvent également désigner plusieurs des éléments. De la même manière, l’utilisation de la forme au pluriel inclut également la présence de l’élément en question à la forme au singulier, et, inversement, le singulier inclut également plusieurs des éléments en question. De plus, toutes les caractéristiques de l’invention décrite ici peuvent être revendiquées sous la forme de n’importe quelle combinaison ou de manière individuelle. D’autres avantages, caractéristiques et effets de la présente invention seront apparents à partir de la description suivante de modes de réalisation exemplaires préférés en référence aux figures, sur lesquelles les composants identiques ou similaires sont indiqués par les mêmes caractères de référence. Les figures illustrent ce qui suit : : vue d’un mode de réalisation d’un tiroir d’une soupape selon l’invention. : vue en coupe d’un mode de réalisation d’un tiroir d’une soupape selon l’invention. : schéma de principe d’un mode de réalisation d’un bloc de soupape avec une soupape selon l’invention. : schéma de principe d’un autre mode de réalisation d’un bloc de soupape avec une soupape selon l’invention. : schéma de principe d’un mode de réalisation d’un bloc de déclenchement de l’art antérieur avec une soupape et un moteur. Une soupape continue exemplaire comprend un ensemble de tiroir comprenant un tiroir et une chemise de tiroir. La soupape continue est, par exemple, une servo-vanne électrohydraulique (EHSV). Le tiroir est conçu pour pouvoir fournir un liquide hydraulique à un consommateur, tel qu’un moteur, proportionnellement à la course du tiroir. De plus, la soupape à tiroir est conçue de sorte que, lorsque la soupape à tiroir est déplacée depuis sa position neutre, une pression hydraulique supplémentaire soit fournie à une seule soupape électromagnétique. Lorsque celle-ci est déclenchée, une pression est disponible, par exemple, pour ouvrir un frein d’un système à double course. À l’aide d’un capteur de pression, au niveau de la sortie de déclenchement, par exemple, il est possible de détecter si une déviation du tiroir a eu lieu pendant le déclenchement. De plus, des informations directes sur la pression d’alimentation sont disponibles lorsque la soupape est déclenchée. Ainsi, toutes les fonctions hydrauliques et tous les niveaux de sécurité sont mis en œuvre, et sont inclus dans la solution selon l’art antérieur. La illustre la chemise de tiroir 6 de la soupape continue. Un liquide hydraulique est fourni par le biais des fentes de commande 1 et 4. Les ouvertures 8 et 9 permettent au liquide hydraulique de s’écouler vers et depuis le consommateur, comme un moteur hydraulique. Le liquide de fonctionnement dilaté revient, par le biais des fentes 2 et 3, vers la conduite de retour du système. La illustre le groupe de tiroir en section partielle. Selon le sens de déplacement du tiroir 7 par rapport à la chemise de tiroir 6, les ouvertures de commande individuelles sont reliées les unes aux autres. Si le tiroir 7 de la se déplace vers la droite, la pression d’alimentation appliquée à l’ouverture 4 est reliée à l’évacuation 9, qui oriente le liquide vers le consommateur. Le liquide circule ainsi jusqu’au consommateur et depuis celui-ci, via l’ouverture 8, vers la chemise. Le liquide circule dans le flux de retour du système via l’ouverture 2, qui est désormais également ouverte. Avec la forme des ouvertures de commande 1, 2, 3 et 4, il est possible d’obtenir, par exemple, une relation linéaire entre la course de tiroir et l’écoulement vers le consommateur. Dans cet exemple, cela serait la caractéristique d’une soupape proportionnelle. Si le tiroir 7 est suffisamment déplacé hors de la position neutre, alors, selon le sens de déplacement, d’autres bords de commande 5a et 5b sont ouverts en plus des bords de commande susmentionnés pour le consommateur. Si le tiroir se déplace vers la droite, par exemple, l’ouverture 5b est débloquée. Ainsi, un signal de pression ou de débit est acheminé vers l’ouverture 10, où il est disponible pour une autre fonction. Dans cet exemple, deux fonctions sont mises en œuvre au niveau de l’évacuation 10. D’un côté, la pression est surveillée à l’aide d’un capteur de pression. Cela indique indirectement si le tiroir se trouve en position neutre ou non. D’un autre côté, si une pression est appliquée, un frein situé dans le système à double course, qui est maintenu fermé à l’aide de ressorts, peut être ouvert de manière hydraulique. En choisissant différents chevauchements des bords de commande du consommateur principal 11 au niveau des ouvertures de commande pour ces 1, 2, 3 et 4 en lien avec les bords de commande pour la fonction supplémentaire 12 au niveau des ouvertures de commande pour ces bords de commande 5a, 5b, un certain comportement de déclenchement peut être défini. Par exemple, le principal consommateur peut être alimenté en liquide de fonctionnement uniquement lorsque la fonction supplémentaire a été déclenchée ou inversement. Dans le présent cas, les chevauchements sont choisis de sorte qu’une pression puisse être mesurée au niveau de l’évacuation 10 ou que le frein puisse être ouvert avant que le consommateur, comme un moteur hydraulique, ne soit alimenté en milieu de fonctionnement. La et la illustrent des détails des vues schématiques des soupapes avec les ports S, C1, R, C2 et P, où P indique l’admission d’alimentation, R indique l’évacuation, C1 et C2 indiquent les ports de commande de pression et/ou de débit, et S indique le port destiné à une autre fonction. L’invention offre les avantages suivants : La fonction de déclenchement intégrée élimine la nécessité de plusieurs soupapes électromagnétiques. L’utilisation de la technologie de servo-vanne électrohydraulique élimine la nécessité d’un ensemble de ressort complexe ou le déclenchement synchronisé des soupapes électromagnétiques. Les besoins en courant sont considérablement réduits. Par exemple, seuls +/- 10 mA, au lieu de plusieurs ampères par soupape électromagnétique, sont nécessaires pour déclencher la soupape. Le signal de pression est fourni au niveau de la fonction de déclenchement ; par exemple, à la place d’un LVT, le transformateur différentiel peut être utilisé comme moyen de surveillance de la position du tiroir. En raison de la forte dynamique de la servo-vanne électrohydraulique, une dynamique de commande arbitraire peut être mise en œuvre à l’aide d’un déclenchement adéquat. En raison de la fonction de la servo-vanne électrohydraulique, une régulation de la vitesse est possible même avec un moteur à déplacement fixe. L’élimination des soupapes de déclenchement et des régulateurs rend le bloc de soupape beaucoup plus compact et réduit le coût de ces pièces. Soupape, de préférence soupape continue ou soupape proportionnelle, dans laquelle la soupape comprend des moyens configurés pour contrôler et/ou réguler une pression et/ou un débit d’un liquide, caractérisée en ce que les moyens sont en outre configurés pour exécuter au moins une autre fonction ou pour contribuer à l’exécution de la fonction. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens comprennent un tiroir (7) et une chemise de tiroir (6). Soupape selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la fonction est destinée à fournir du liquide à la pression et/ou au débit requis(e) pour un composant, comme une soupape de déclenchement destinée à un frein ou à une soupape de mode d’un système de commande de vol principal ou d’un frein ou d’un moyen de verrouillage. Soupape selon la revendication 3, caractérisée en ce qu’un capteur est prévu et peut déterminer la pression et/ou le débit destiné(e) au composant. Soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fonction est exécutée lorsque la soupape n’est pas déclenchée. Soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fonction est exécutée avec la caractéristique d’une fonction de déclenchement ou d’une fonction continue. Soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la soupape est contrôlée via une admission mécanique. Soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la soupape ne comprend aucune soupape de déclenchement et/ou aucun ressort. Soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tiroir (7) présente une course de 0,3 mm à 3 mm, de préférence de 1 mm à 2 mm. Soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la soupape est une servo-vanne électrohydraulique (EHSV) et peut de préférence être déclenchée avec un courant de déclenchement de +/- 10 mA. Soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la soupape est prévue sur et/ou dans un bloc de soupape (B) destiné à un consommateur hydraulique, de préférence un moteur (M) ou un vérin. Aéronef comprenant une soupape selon l’une quelconque des revendications précédentes.