FR2718544A1

FR2718544A1 - Dispositif de positionnement d'un élément de réglage ayant plusieurs positions stables.

Info

Publication number: FR2718544A1
Application number: FR9504030A
Authority: FR
Inventors: Ganser Matin; Petri Volker; Mickeler Reinhold
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1995-04-05
Publication date: 1995-10-13
Also published as: ITRM950169A1; DE4411935C1; GB2288252A; IT1277316B1; US5635809A; FR2718544B1; GB2288252B; ITRM950169A0; GB9505118D0

Abstract

Ce dispositif permet de positionner exactement et de manière simple un élément de réglage ayant plusieurs positions. Il comprend un moteur de réglage (1) et un dispositif de commande (3, 5, 6). De plus, il comporte un système mécanique (4), déplacé conjointement avec le mouvement de réglage de l'élément de réglage (2), qui possède une énergie potentielle variant le long de son trajet de mouvement. La caractéristique du courant de moteur (1) est déterminée essentiellement, sur toute la plage de réglage de l'élément (2), par la force que le système mécanique (4) exerce sur cet élément. Applicable notamment à la manoeuvre des clapets d'une installation de climatisation pour véhicule automobile.

Description

L'invention concerne un dispositif de position-

nement servant à positionner un élément de réglage et comprenant un moteur de réglage pour entraîner l'élément de réglage et un dispositif de commande pour commander le moteur de réglage et reconnaître la position de l'élément

de réglage par détermination du courant de moteur.

Les systèmes de positionnement ou positionneurs servent par exemple à la manoeuvre et au positionnement de clapets de ventilation dans un véhicule automobile ou d'autres organes de réglage de circuits de régulation ou de commande. Pour fournir la force motrice, on connaît des moteurs pas à pas auxquels est combiné un engrenage

réducteur, des moteurs à courant continu avec un poten-

tiomètre bridé sur la sortie du réducteur de vitesse, des

motoréducteurs à courant continu avec des capteurs à ef-

fet Hall intégrés dans le moteur, ainsi que des disposi-

tifs pneumatiques. Afin d'empêcher un déplacement invo-

lontaire de l'élément de réglage par des influences per-

turbatrices extérieures, par exemple sous l'action du courant d'air dans le cas d'un clapet de ventilation, les positionneurs à réducteur sont habituellement à utiliser avec un réducteur autobloquant. Le positionnement de l'élément de réglage s'effectue par entraînement pas à pas et comptage des impulsions de commande dans le cas d'un moteur pas à pas, par la mesure de la tension aux bornes du potentiomètre, tension qui est proportionnelle à l'angle de réglage, dans le cas du moteur à courant

continu muni d'un potentiomètre, par comptage des impul-

sions du générateur Hall dans le cas du moteur à courant continu muni d'un capteur à effet Hall, ainsi que par un potentiomètre bridé sur l'élément de réglage, par exemple, s'il s'agit d'éléments de réglage à commande pneumatique. Si la position est déterminée par un système capteur de position, il faut prévoir dans ce but une connexion électrique particulière, ce qui représente une dépense supplémentaire considérable, par exemple dans le

cas d'une installation de climatisation pour véhicule au-

tomobile comprenant environ 10 unités de réglage de cla-

pets. Si l'on utilise un moteur à courant continu simple, la dépense pour la signalisation de retour de la position devient à peu près égale à la dépense pour le moteur d'entraînement proprement dit. Les éléments de réglage à

commande pneumatique, nécessitent, quant à eux, un dispo-

sitif d'alimentation en pression pour générer une sur-

pression et une dépression, ainsi que des électrovannes adéquates pour la commande individuelle des organes de réglage.

Le brevet DE 38 35 773 C2 montre un position-

neur destiné à une installation de climatisation et qui, pour le positionnement, comprend des balais situés dans

le circuit du courant de moteur et se déplaçant conjoin-

tement lors d'un mouvement de réglage, balais qui sont

agencés de manière qu'ils puissent être connectés élec-

triquement par un motif de pistes conductives agencé fixe en regard d'eux. Pour pouvoir amener un clapet limiteur,

se trouvant dans un courant d'air, à différentes posi-

tions de réglage au moyen de ce positionneur, le motif de pistes conductives est raccordé à un nombre correspondant

d'interrupteurs de réglage manoeuvrables par l'utilisa-

teur et ledit motif est formé de manière qu'à l'actionne-

ment d'un interrupteur, le circuit du courant de moteur entre deux balais reste fermé par une partie du motif, jusqu'à ce que, par suite du mouvement de rotation, les

balais prennent, par rapport au motif de pistes conduc-

tives, une position à laquelle le circuit du courant de moteur est coupé. Cette position correspond alors à la

position désirée du clapet, à laquelle ce dernier est en-

suite maintenu du fait que le circuit du courant de mo-

teur est interrompu, jusqu'à ce que l'utilisateur, par la

manoeuvre d'un interrupteur, demande une autre position.

Il est connu en outre de déterminer l'intensité du courant dans le circuit de courant du moteur de réglage et de commander ce moteur en fonction de cette intensité. Sur ce principe sont basés, par exemple, des

dispositifs du type générique indiqué qui, lorsqu'un obs-

tacle est constaté sur le trajet de réglage de l'élément de réglage, coupent le moteur et/ou le font tourner en

sens inverse, par exemple pour protéger l'élément de ré-

glage contre des endommagements ou comme protection

contre le blocage, voir par exemple les demandes de bre-

vet DE 33 46 366 A1, DE 35 14 223 Ai et DE 39 33 266 A1 soumises à l'inspection publique. De plus, la demande de brevet DE 39 35 593 Ai soumise à l'inspection publique,

décrit un dispositif, du type générique indiqué, pour ré-

guler la température de l'habitacle d'un véhicule automo-

bile et dans lequel, afin de pouvoir se dispenser du po-

tentiomètre coûteux pour reconnaître la position, un mo-

teur à courant continu est commandé de façon rythmée et la position est reconnue par exploitation du courant de moteur déterminé du fait que, pour chaque avancement d'un segment d'induit du moteur, une reconnaissance de flancs du courant de moteur est opérée. Ces flancs sont comptés

et le compte des flancs représente une mesure de la posi-

tion de l'organe de réglage pour le régulateur. Outre le

dispositif de commptage d'impulsions nécessaire, on pré-

voit, avec ce système de positionneur, des moyens pour supprimer la marche par inertie du moteur à courant

continu après la coupure de son alimentation.

La demande de brevet DE 38 32 474 Ai soumise à l'inspection publique, décrit un positionneur par lequel une cloison pour fermer sélectivement l'une de deux voies d'aspiration d'une unité de préparation d'air ambiant peut être pôsitionnée à l'une des deux positions extrêmes - définies par des butées de fin de course - de la plage de réglage, sans possibilité d'obtention d'une position

intermédiaire stable, au moyen d'un simple moteur élec-

trique qui peut seulement tourner dans un sens, ainsi qu'au moyen d'un élément élastique agissant en sens contraire. Dans ce but, le moteur et l'élément élastique sont mutuellement accordés de manière que le moteur

puisse produire un couple plus grand que le couple maxi-

mal produisible par la force de rappel de l'élément élas-

tique. Quand le moteur de réglage est mis en marche, la cloison prend donc la position extrême correspondant au sens de rotation du moteur, à partir de laquelle elle peut être amenée à l'autre position extrême et y être

maintenue par la simple coupure de l'alimentation du mo-

teur et sous l'effet de rappel de l'élément élastique.

Le problème technique sur lequel est basée l'invention, est la mise à disposition d'un dispositif de

positionnement, du type mentionné au début, qui soit réa-

lisable par une dépense comparativement faible et per-

mette un positionnement exact et stable à l'égard d'in-

fluences extérieures de l'élément de réglage dans chacune

des différentes positions de réglage prévues.

Selon l'invention, on obtient ce résultat par un dispositif de positionnement qui est caractérisé par

un système mécanique déplacé conjointement avec le mouve-

ment de réglage de l'élément de réglage et possédant une énergie potentielle qui varie le long de son trajet de mouvement, la caractéristique du courant de moteur étant déterminée essentiellement, sur toute l'étendue de la plage de réglage de l'élément de réglage, par la force

que le système mécanique exerce sur l'élément de réglage.

La variation de l'énergie potentielle du sys-

tème mécanique le long de la plage de réglage de l'élé-

ment de réglage, se traduit par des fluctuations corres-

pondantes de la force exercée par le système mécanique

sur l'élément de réglage et, par conséquent, de l'inten-

sité du courant dans le circuit de courant du moteur de réglage pendant un mouvement de réglage, le moteur étant bien entendu conçu de manière qu'il puisse produire un couple supérieur au couple antagoniste maximal exercé par le système mécanique. Le dispositif de commande est par

conséquent en mesure de reconnaître chaque fois la posi-

tion de l'élément de réglage par le biais de la détermi-

nation du courant de moteur, d'après les fluctuations du courant de moteur produites par le système mécanique et qui sont spécifiques aux positions de l'élément de ré- glage, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un système capteur de position particulier pour l'élément de réglage ou le moteur, avec les conducteurs correspondants de

transmission de signaux vers le dispositif de commande.

Un perfectionnement de l'invention prévoit que l'allure ou la courbe caractéristique de variation de l'énergie potentielle du système mécanique déplacé conjointement, comporte des zones à énergie potentielle localement minimale, à chacune desquelles est coordonnée

une position de réglage stable de l'élément de réglage.

Ainsi, des positions correspondant à des minima locaux de l'énergie portentielle du système mécanique accouplé, définissent des positions de réglage stables prévues pour l'élément de réglage. Un avantage essentiel de ce mode de réalisation est que le positionnement précis de l'élément de réglage peut être garanti par le système mécanique et qu'une commande dispendieuse pour le moteur de réglage n'est donc pas nécessaire. Il suffit de choisir le moteur de réglage de manière qu'il puisse vaincre les forces exercées par le système mécanique sur l'élément de réglage pendant le fonctionnement. Dès que, par exploitation de l'allure du courant de moteur, le dispositif de commande constate que l'élément de réglage se trouve dans la région d'entrée du minimum local coordonné à la position de réglage désirée de l'énergie potentielle du système mécanique, le positionnement exact peut s'effectuer simplement par la coupure de

l'alimentation du moteur et sous la seule action du sys-

tème mécanique, du fait que ce système se déplace alors

de lui-même dans ce minimum local de l'énergie poten-

tielle, correspondant à son tour exactement à la position désirée de l'élément de réglage. Une coupure très précise

dans le temps du courant de moteur n'est donc pas néces-

saire pour le positionnement exact de l'élément de ré-

glage. Pour le même motif, la mise en court-circuit usuelle du moteur pour empêcher qu'il continue à tourner

par inertie lors de l'arrêt, n'est par non plus néces-

saire. La coordination d'un minimum local de l'énergie

potentielle du système mécanique à chaque position de ré-

glage stable de l'élément de réglage, a en outre pour conséquence que cet élément est maintenu de façon stable - à l'égard d'influences extérieures - à la position chaque fois désirée par les forces de rappel du système

mécanique, sans que cela nécessite par exemple un réduc-

teur autobloquant.

Un autre perfectionnement de l'invention pré-

voit que, lors d'un mouvement de l'élément de réglage à

une position de réglage demandée, le dispositif de com-

mande produit l'amenée de cet élément par le moteur de

réglage dans la zone coordonnée d'énergie localement mi-

nimale du système mécanique et arrête ensuite le moteur

dès qu'il détecte une élévation du courant de moteur.

Ainsi, le dispositif de commande coupe chaque fois l'ali-

mentation du moteur, après que la région d'entrée, formée par le système mécanique, de la position requise de

l'élément de réglage a été atteinte, dès que le disposi-

tif de commande constate une élévation du courant de mo-

teur. En raison des forces de rappel produites par le système mécanique à la sortie du minimum d'énergie, il se produit toujours, aux environs d'une position stable de l'élément de réglage, une élévation du courant de moteur qui est le plus souvent considérable et par conséquent

simple à détecter.

Selon une variante de réalisation, deux élé-

ments de commutation électriques sont montés parallèle-

ment dans le circuit du courant de moteur, dont l'un est actionnable par le dispositif de commande et l'autre est

actionnable mécaniquement et couplé au mouvement de ré-

glage de l'élément de réglage, de manière qu'il soit chaque fois ouvert aux environs d'une position de réglage stable de l'élément de réglage et qu'il soit fermé par ailleurs. Selon cette variante, le circuit du courant de

moteur est interrompu par l'élément de commutation ac-

tionnable mécaniquement aux environs de chaque position stable de l'élément de réglage, mais cette interruption du circuit du moteur est shuntée par le dispositif de commande par la fermeture de l'élément de commutation monté en parallèle avec l'élément de commutation actionné mécaniquement, jusqu'à ce que le système se trouve de nouveau en dehors de cette zone proche de ladite position ou jusqu'à ce que soit atteinte la région d'entrée de la

position de réglage désirée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention ressortiront plus clairement de la description

qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation préfé-

rés, mais nullement limitatifs, ainsi que des dessins an-

nexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un

dispositif de positionnement pour un clapet de ventila-

tion d'une installation de climatisation pour véhicule automobile; et les figures 2 à 8 représentent différentes

variantes de systèmes mécaniques utilisables pour le dis-

positif de positionnement selon la figure 1, la moitié

droite de la figure montrant chaque fois le système méca-

nique par une vue de côté schématique et la moitié gauche

montrant le diagramme couple/angle de rotation correspon-

dant. Le dispositif de positionnement représenté sur la figure 1 comprend un moteur à courant continu 1 simple, à deux sens de rotation possibles, ainsi qu'un microcontrôleur 3 en tant que dispositif de commande du

moteur. Cette commande s'effectue par celle de deux re-

lais 7, 8 insérés dans le circuit du courant de moteur et par lesquels chaque borne du moteur peut être connectée sélectivement au pôle positif ou au pôle négatif de la batterie du véhicule. S'il est connecté à des pôles de signes différents, le moteur est alimenté pour tourner dans l'un des deux sens de rotation possibles, tandis que, s'il est connecté au même pôle par les deux relais, au pôle négatif dans le cas représenté explicitement sur

la figure 1, le moteur n'est pas alimenté, donc arrêté.

L'intensité du courant dans le circuit de courant de mo-

teur, est détectée à l'aide d'une résistance de mesure 5

et le signal ainsi obtenu est amené en tant qu'informa-

tion d'entrée au microcontrôleur 3 à travers un conver-

tisseur analogique/numérique 6. Un clapet de ventilation 2, constituant un élément de réglage de l'installation de

climatisation du véhicule automobile, est accouplé au mo-

teur de réglage 1 par l'intermédiaire d'un réducteur de

vitesse qui n'est pas autobloquant. Au clapet de ventila-

tion 22 est accouplé un système mécanique 4 qui est seu-

lement indiqué schématiquement sur la figure 1 et qui

fixe les positions stables du clapet 2, lequel est ré-

glable à plusieurs positions. Ainsi que cela est repré-

senté symboliquement sur la figure 1, le système méca-

nique 4 peut comporter, par exemple, un disque calé sur le même axe que le clapet de ventilation 2 et dont le pourtour est pourvu, à des espacements angulaires de chaque fois 90 , de trois encoches, ainsi qu'un ressort plat dont l'extrémité libre porte un nez pressé contre le pourtour du disque. Par la pénétration de ce nez dans

chaque fois l'une des trois encoches, ce système méca-

nique 4 fournit trois positions de réglage stables à

l'égard d'influences extérieures pour le clapet de venti-

lation 2 puisque, à chaque pénétration du nez dans l'une des encoches, le système mécanique 4 présente un minimum local de son énergie potentielle, en l'occurrence de

l'énergie élastique du ressort plat, minimum à partir du-

quel le système mécanique 4 et le clapet 2 accouplé à lui peuvent seulement être dégagés par une force notable, comme celle fournie par le moteur de réglage 1 lorsque celui-ci est activé.

En référence aux figures 2 à 8, on décrira ci-

après plus en détail différentes variantes, convenant suivant l'application, en ce qui concerne la réalisation

du système mécanique.

Le système représenté schématiquement sur la moitié droite de la figure 2, comprend une came 20 calée, ensemble avec le clapet de ventilation 2 qui n'est pas représenté expressément sur les figures 2 à 5, sur un arbre d'entraînement 21 à la sortie du réducteur. Sur le pourtour de cette came 20 est formée une pluralité de bossages 22 dont le nombre dépend du nombre de positions de réglage stables désirées pour le clapet 2 et dont

quatre bossages sont montrés à titre représentatif.

Contre le pourtour de la came 20, est appliqué un galet presseur 24 monté rotatif à l'extrémité d'un levier 23 monté oscillant par son autre extrémité sur un axe fixe 25. Sur le levier 24 agit un ressort de compression 26 appuyé en un point fixe. Un mouvement d'entraînement pour régler l'élément de réglage 2 a donc pour conséquence que le galet presseur 24 roule sur le pourtour de la came 20 et qu'un bossage provoque chaque fois une déviation du levier 23, avec compression du ressort 26. L'énergie du

ressort représente l'énergie potentielle du système méca-

nique, de sorte que les positions du galet 24 entre deux bossages correspondent chacune à un minimum local de l'énergie potentielle du système mécanique et par suite à

une position de repos stable de ce système. Dans la va-

riante selon la figure 2, un intervalle dw1 d'une cer-

taine étendue quant à l'angle de rotation, se trouve chaque fois à la façon d'une zone à énergie potentielle minimale entre deux bossages 22 et les changements de réglage de l'élément de réglage à l'intérieur d'une telle zone dw1 rencontrent chaque fois la résistance d'un

couple de frottement MR produit par la force de frotte-

ment entre le galet presseur 23 et le pourtour de la came 20. Le mode de fonctionnement du positionneur muni

du système mécanique selon la figure 2, peut être expli-

qué en référence à la représentation se trouvant dans la

partie gauche de cette figure et qui montre schématique-

ment la dépendance du couple M exercé par le système mé-

canique, par rapport à l'axe de rotation 21 de l'élément de réglage, en fonction de l'angle de rotation cp, le sens de rotation et le sens de ce couple étant indiqués dans la partie droite de la figure 2. Partant d'un angle de

rotation égal à zéro, correspondant à une position du ga-

let presseur entre deux bossages, lorsque le moteur de réglage 1 est activé, le galet presseur 24, en raison de la rotation de l'arbre ou axe 21 de l'élément de réglage et par suite aussi celle de la came 20, vient en contact avec le flanc avant d'un bossage à une position angulaire Si. L'application du galet 24 contre ce flanc avant d'un bossage, provoque la compression du ressort 26, de sorte que le couple exercé par le système mécanique sur la came et donc aussi sur l'axe 21 de l'élément de réglage,

augmente, jusqu'à ce que le galet 24 ait atteint le som-

met du bossage pour s'appliquer ensuite contre le flanc

arrière du bossage en question. Il en résulte une inver-

sion du couple exercé par le système mécanique sur l'axe 21 de l'élément de réglage, jusqu'à ce que le galet 24 soit descendu complètement, en roulant, du flanc arrière du bossage et que, de ce fait, le couple M exercé par le système mécanique ait de nouveau atteint la valeur de couple MR produite par le frottement. Vient ensuite une

zone dw1 d'énergie potentielle minimale du système méca-

nique, dans laquelle le galet presseur 24 se trouve entre deux bossages 22. Si la came continue à tourner, le galet 24 vient en contact, à la position angulaire S2 de l'axe 22 de l'élément de réglage, avec le flanc avant

d'un bossage suivant, après quoi le déroulnement décrit se répète.

Il découle de ce qui précède qu'avec l'agence-

ment selon la figure 2, l'élément de réglage 2 peut être

positionné de façon stable dans chacune des zones de pla-

teau ou de palier dw1 du couple M exercé par le système mécanique et que le couple MR produit par le frottement,

s'oppose à un mouvement de réglage de cet élément à l'in-

térieur de la zone de palier dwl. Si ce couple dû au frottement est choisi plus grand que le couple maximal

prévisible que des influences extérieures sont suscep-

tibles d'exercer sur l'élément de réglage, ce frottement stabilise la position de l'élément en question contre de telles influences de l'extérieur. Dans tous les cas, le couple de rappel maximal MM du système mécanique, couple qui correspond aux régions des sommets des bossages, est plus grand que ce couple maximal susceptible d'être

exercé de l'extérieur, ceci afin d'empêcher des déré-

glages intempestifs de l'élément de réglage. Si un posi-

tionnement ponctuel précis de l'élément de réglage est souhaité, aux positions de réglage stables, à la place d'un positionnement de cet élément dans une zone d'une certaine étendue, on peut y parvenir, avec le dispositif selon la figure 2, en réduisant la zone de palier dw1 à un point, par exemple du fait que le flanc arrière d'un bossage précédent est immédiatement suivi du flanc avant d'un bossage consécutif. L'élément de réglage peut alors être positionné chaque fois ponctuellement et exactement dans les positions o le galet presseur 24 se trouve

exactement au milieu entre deux bossages 22 voisins.

Il va de soi que le moteur 1 est conçu de ma-

nière que le couple produisible par lui soit plus grand que la valeur de crête MM du couple antagoniste produit par le système mécanique, afin que l'activation du moteur permette le déplacement de l'élément de réglage dans toute sa plage de réglage. L'allure du courant de moteur

mesurée par le dispositif de commande 3 pendant un mouve-

ment de réglage, correspond à l'allure représentée du couple produit par le système mécanique dans la mesure ou

le courant de moteur augmente lorsque le couple antago-

niste croît et diminue lorsque le couple antagoniste dé-

croît. Par la mesure du courant de moteur, le dispositif

de commande 3 peut donc constater si l'entraînement a dé-

marré et si une position d'arrêt stable pour l'élément de

réglage a été atteinte. La disposition montrée sur la fi-

gure 2 de plus de deux bossages, définit par conséquent

une possibilité de réglage à plusieurs paliers, le dispo-

sitif de commande 3 déterminant la position de réglage désirée en décomptant les positions de réglage stables successives, c'est-à-dire en décomptant les élévations

successives du courant de moteur.

Il ressort également de ce qui vient d'être in-

diqué que l'accouplement du système mécanique représenté

sur la figure 2 au dispositif comprenant le moteur de ré-

glage et l'élément de réglage, a l'avantage que la phase finale d'une opération de positionnement pour établir une position désirée stable de l'élément de réglage peut être assurée par le système mécanique, de sorte qu'il n'est pas nécessaire que la coupure du moteur de réglage 1 se produise à un moment précis. L'alimentation de ce moteur peut au contraire être coupée dans un intervalle d'angle de rotation dsi, indiqué dans le diagramme de la figure 2, lorsque l'élément de réglage doit être positionné à la position ponctuelle ou couvrant une certaine étendue et qui est contenue dans cette zone. Il est avantageux à cet

égard que l'alimentation soit coupée aux positions angu-

laires (S1 à S4) atteintes lorsque le galet presseur 24

entre en contact avec les bossages 22 puisque, à ce mo-

ment, il se produit chaque fois une élévation notable du couple développé par le système mécanique, entraînant à son tour une élévation notable et comparable du courant du moteur de réglage 1. Or, la détection d'une élévation du courant est réalisable de manière simple, sans que cela demande une grande dépense pour le circuit. On peut voir que la zone d'angle de rotation pour la coupure (de l'alimentation du moteur) ds1 théoriquement possible est

fixée par l'angle de rotation correspondant à l'espace-

ment des sommets de deux bossages voisins, lesquels re-

présentent chacun un maximum local de l'énergie poten-

tielle du système mécanique. Ce dernier assure ainsi une fonction d'arrêt pour maintenir l'élément de réglage

chaque fois à la position désirée. En raison de la sup-

pression de la nécessité d'un positionnement exact de

l'élément de réglage par le système d'entraînement à mo-

teur, il n'est pas non plus nécessaire de prévoir des dispositions pour la mise en court-circuit électrique du moteur afin d'empêcher sa marche par inertie après la

coupure de l'alimentation.

Il va de soi que le nombre et la position des bossages 22 sur le pourtour de la came 20 peuvent être

variés suivant l'application, avec la possibilité de pré-

voir, suivant l'élément de réglage utilisé, la poursuite périodique de la rotation de cet élément et donc aussi de la came 20, ou alors un mouvement de va-et-vient entre deux positions extrêmes définies par des butées de fin de

course adéquates. C'est ainsi que, par exemple, les posi-

tions angulaires 0, Si, S2 et S4 peuvent correspondre

respectivement à des degrés d'ouverture du clapet de yen-

tilation de 0 %, 25 %, 50 %, 75 % et 100 %.

Les figures 3 à 8, qui sont analogues à la fi-

gure 2, montrent d'autres variantes de systèmes méca-

niques appropriés, pour lesquelles des éléments de même

fonction sont pourvus chaque fois du même numéro de réfé-

rence et la description qui va suivre de ces variantes

est limitée pour l'essentiel aux différences par rapport

au dispositif selon la figure 2, à la descripiton de la-

quelle il y a par ailleurs lieu de se référer. Dans la variante selon la figure 3, la came 20 de la figure 2 est remplacée par un disque encoché 30, mais la structure mé-

canique est identique pour le reste. Le disque 30 pré-

sente une pluralité d'encoches 31 qui définissent les mi-

nima locaux de l'énergie potentielle du système, tandis que les zones du pourtour du disque situées entre elles représentent les zones à énergie potentielle localement maximale. Les encoches 31 sont conformées de manière qu'un minimum ponctuel d'énergie potentielle s'établisselocalement aux positions angulaires (P1 à P4) coordonnées chaque fois au milieu de l'encoche correspondante, à la

place des minima locaux (dw1) d'une certaine étendue se-

lon la figure 2. Avec cette disposition, l'élément de ré-

glage peut donc être positionné chaque fois ponctuelle-

* ment et de façon exacte à l'une de ces positions angu-

laires stables P1 à P4. La zone de coupure ds2 possible pour l'établissement d'une position stable déterminée de l'élément de réglage, par exemple la position P2, zone

qui est montrée dans le diagramme couple/angle de rota-

tion coordonné et correspond à la zone dans laquelle

l'alimentation du moteur 1 peut être coupée pour at-

teindre cette position de l'élément de réglage, est égale à l'espacement angulaire entre le côté avant et le côté arrière d'une encoche. Le moteur peut être coupé à un point quelconque à l'intérieur de cette zone ds2 et l'élément de réglage se positionne ensuite exactement à la position désirée, P2 par exemple, sous l'effet du système mécanique, position o cet élément est maintenu arrêté sans pouvoir être déréglé involontairement par des

influences perturbatrices. Par une conformation différen-

ciée des encoches, il est possible en plus, dans ce type d'exemple, de donner des formes différentes aux portions montantes et/ou descendantes de la caractéristique du

couple, donc de lui donner une forme spécifique à la po-

sition de l'élément de réglage et de permettre ainsi à la

commande du moteur de reconnaître la position, sans opé-

ration de comptage, directement par exploitation de l'al-

lure du courant de moteur, laquelle n'est alors pas ri-

goureusement périodique d'une encoche à l'autre.

Dans le cas du système mécanique montré par la figure 4, le levier oscillant 23 de l'exemple selon la figure 2 est remplacé par un levier 41 de forme en L dont un bras 40 assure une fonction analogue à celle du levier 23 selon la figure 2, tandis que l'autre bras 42 établit, ensemble avec une paroi fixe voisine 43, une limitation de l'angle de rotation du levier 41. Cette limitation a pour conséquence que le galet presseur 24 entre seulement en contact avec le bossage 22 à peu près à mi-hauteur de celui-ci, tandis qu'il n'y a pas de contact avec le galet 24 dans les zones situées plus profondément de la came 20. Cette disposition produit la suppression du couple de frottement MR dans les zones situées entre les bossages, ce qui veut dire qu'il n'y a plus de couple provoqué par

frottement dans les zones de palier dw2 à énergie poten-

tielle localement minimale du système mécanique. Par voie de consequence, ces zones de palier dw2 sont situées sur

l'axe de rotation dans le diagramme couple/angle de rota-

tion coordonné. L'intervalle temporel possible ds3 pour

la coupure de l'alimentation et l'arrêt du moteur de ré-

glage, afin d'obtenir une position stable déterminée, po-

sition qui est contenue dans cet intervalle, est défini,

comme l'intervalle dsl selon la figure 2, par l'espace-

ment, en termes d'angle de rotation, des sommets de deux

bossages 22 voisins.

Le système mécanique selon la figure 5 repré-

sente une combinaison des variantes des figures 3 et 4 du fait que, à la place de la came 20 à bossages selon la figure 4, on utilise un disque ou une came combiné(e) 50 à bossages et encoches, dont le pourtour présente une pluralité de bossages 51 dont la région de sommet possède

chaque fois une encoche 54. Ce système réunit les avan-

tages d'une large absence de frottement et de la possibi- lité d'un positionnement exact avec crantage de l'élément de réglage. La large absence de frottement est garantie,

comme dans le système selon la figure 4, par la limita-

tion de l'angle de rotation du levier 41. La pénétration du galet 24 dans les encoches 54 des bossages 51 définit

chaque fois un positionnement exact et cranté de l'élé-

ment de réglage, comme avec le système d'encoches selon la figure 3. Trois de ces positions de réglage, P5, P6 et P7, à crantage ponctuel, sont indiquées dans le diagramme couple/angle de rotation coordonné. La zone de coupure ds4 associée, dans laquelle l'alimentation du moteur de réglage 1 peut être coupée pour obtenir une position

d'arrêt contenue dans cette zone, est définie par l'espa-

cement angulaire des sommets des deux pointes de bossage 52 et 53 formées chaque fois par une encoche 54 dans un bossage. De plus, l'élément de réglage, ensemble avec le système mécanique accouplé selon la figure 5, peut être

amené, comme le dispositif selon la figure 4, à des posi-

tions de réglage stables dw4 ayant une certaine étendue et dans lesquelles le galet presseur 24 se trouve chaque fois entre deux bossages 51, sans venir en contact avec la came 50 à bossages et encoches. La zone de coupure ds5

associée à cet agencement, est fixée par l'espacement an-

gulaire entre une pointe arrière d'un bossage précédent

et une pointe avant d'un bossage suivant.

Les figures 6 à 8 représentent des systèmes

dans lesquels s'effectue, après la coupure du moteur, dé-

pourvu de réducteur autobloquant, un rappel de secours à une position initiale clairement définie, du fait que le système mécanique est chaque fois réalisé de manière qu'il n'y ait qu'un seul minimum de l'énergie potentielle

dans toute la plage de réglage, minimum auquel est coor-

donnée cette position initiale de l'élément de réglage.

Dans l'exemple de la figure 6, comme dans les exemples des figures 2 et 3, le levier 23, monté unilaté- ralement sur un axe 25, est appliqué élastiquement - en l'occurrence au moyen d'un ressort de traction 61 - par son galet presseur 24 prévu à son extrémité libre, contre

une came 60 calée sur l'axe d'entraînement 21 de l'élé-

ment de réglage. La came 60 est conformée pour que l'énergie potentielle du système mécanique 4 varie de manière caractéristique entre une valeur minimale, que le système présente à la position illustrée de la came, et une valeur maximale que le système possède à une position tournée de 180 par rapport à la position montrée, de telle sorte qu'on obtient la caractéristique couple/angle de rotation représenté. Grâce à cette caractéristique particulière, résultant de la conformation différenciée des diverses encoches de la came 60, le dispositif de commande est en mesure de déterminer la position de l'élément de réglage, pour la commande du moteur, sans faire appel à un décomptage des différentes positions coordonnées à des encoches, En outre, les encoches sont conformées de manière qu'elles entraînent seulement une lente montée de l'énergie potentielle du système mécanique 4, mais ne définissent pas de minimum local de l'énergie potentielle, à l'exception de l'encoche qui

coopère à la position illustrée avec le galet presseur.

Cela se manifeste dans la caractéristique de couple par le fait qu'elle possède seulement un passage par zéro à

0 , qui est l'endroit du minimum local de l'énergie po-

tentielle, ainsi qu'à 180 , ce qui est l'endroit du maxi-

mum local de l'énergie potentielle. De cette manière, on obtient, à l'arrêt du moteur et en cas d'utilisation d'un réducteur qui n'est pas autobloquant, un rappel de secours automatique à la position stable montrée de l'élément de réglage. Dans la variante de la figure 7, le rappel d'un levier 23 - pourvu comme dans l'exemple de la figure 2 d'un galet presseur 24 à une extrémité et monté rotatif (oscillant) autour d'un axe fixe 25 par l'autre extrémité - s'effectue au moyen d'un ressort spiral 71 maintenu fixe à un bout et relié par son autre bout à l'axe 25 du levier. Le galet 24 est ainsi appliqué élastiquement contre une came 70 de forme à peu près ovale et montée de façon excentrée sur l'arbre d'entraînement de l'élément de réglage 21 pour que, à une position o le galet 24

présente le plus faible espacement de l'arbre d'entraîne-

ment 21, un minimum local de l'énergie potentielle du

système mécanique 4 existe, à partir duquel la caracté-

ristique de couple correspondante monte de façon stricte-

ment monotone jusqu'à la position de came tournée de , ce qui se transmet également à la caractéristique

du courant de moteur, si bien que le dispositif de com-

mande du moteur de réglage 1 peut déterminer de manière

simple la position de l'élément de réglage d'après la va-

leur instantanée du courant de moteur. A la position an-

gulaire de 180 , l'énergie potentielle passe ensuite de

nouveau par son maximum, à partir duquel elle descend ra-

pidement, en raison de la forme particulière de la came

, ce qui n'est pas indiqué en détail dans la caracté-

ristique de couple montrée. Dans cet exemple de réalisa-

tion aussi, on obtient par conséquent, à la coupure de

l'alimentation du moteur et en cas d'utilisation d'un ré-

ducteur qui n'est pas autobloquant, un rappel de secours de l'élément de réglage à la position initiale définie clairement par le minimum local coordonné de l'énergie potentielle. La figure 8 montre une modification de

l'exemple de la figure 7 quant à la forme de la came.

Celle-ci, désignée ici par 80, est pourvue à son pourtour de segments droits qui se raccordent les uns aux autres à des points de brisure, ce qui donne la caractéristique de couple associée, sur laquelle on voit que le couple dans les segments droits est toujours à peu près constant et supérieur à la valeur MR produite par le frottement et que, entre deux segments, la caractéristique monte en forme de dent de scie au passage par le point de brisure

coordonné pour de nouveau descendre ensuite. Le disposi-

tif de commande est donc en mesure de déterminer la posi-

tion de l'élément de réglage par le décomptage du nombre

des dents de scie - formées par l'allure du couple - pas-

sées. Dans cet exemple aussi, il y a seulement un minimum local sur toute la plage angulaire, de même qu'un maximum local de l'énergie potentielle du système mécanique 4, avec des passages par zéro correspondants du couple aux

positions angulaires concernées, ce qui n'est pas repré-

senté en détail sur la figure 8, de sorte que ce disposi-

tif assure également le rappel de secours au point d'énergie potentielle minimale du système mécanique à

l'arrêt du moteur, utilisé sans réducteur autobloquant.

Tandis que les variantes des figures 6 à 8 pro-

duisent chacune un rappel de secours à une position ini-

tiale particulière de l'élément de réglage, les variantes des figures 2 à 5 ont en commun que l'élément de réglage

accouplé peut être positionné de façon stable à diffé-

rentes positions par le système mécanique grâce à la réa-

lisation de minima locaux correspondants de l'énergie po-

tentielle, sans que cela nécessite, par exemple, un en-

grenage autobloquant entre le moteur de réglage et l'élé-

ment de réglage, ou un moyen pour empêcher que le moteur

de réglage continue à marcher sur son erre après la cou-

pure de l'alimentation. Comme le positionnement précis de l'élément de réglage est assuré par le système mécanique, on supprime la dépense pour la création d'une coupure exacte du moteur de réglage. Au lieu de cela, le moteur peut être coupé à l'intérieur d'une zone comparativement grande dans laquelle est choisi, de préférence, un point de coupure auquel se produit une variation nette, donc exploitable par une faible dépense pour les moyens de

couplage, du courant de moteur.

L'influence caractéristique exercée, conformé-

ment à l'invention, sur la courbe du courant de moteur

par le système mécanique accouplé et déplacé conjointe-

ment, avec variation de son énergie potentielle, ainsi que l'utilisation de la courbe caractéristique du courant de moteur pour déterminer l'instant de coupure du moteur, ont en outre pour conséquence qu'un système capteur de position avec des connexions électriques correspondantes pour déterminer la position de l'élément de réglage, ne

sont pas nécessaires. L'ensemble du dispositif de posi-

tionnement est donc réalisable entièrement par des compo-

sants d'un prix réduit. Naturellement, à côté des dispo-

sitifs représentés avec un élément de réglage mobile en rotation, d'autres dispositifs, présentant un mouvement d'un autre type, linéaire par exemple, de l'élément de

réglage, peuvent également être pourvus d'un couplage se-

lon l'invention d'un système mécanique déplacé conjointe-

ment.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de positionnement servant à posi-

tionner un élément de réglage (2) et comprenant - un moteur de réglage (1) pour entraîner l'élément de réglage et - un dispositif de commande (3, 5, 6) pour commander le moteur de réglage et reconnaître la position de l'élément de réglage par détermination du courant de moteur, caractérisé par - un système mécanique (4) déplacé conjointement avec mouvement de réglage de l'élément de réglage (2) et possédant une énergie potentielle qui varie le long de son trajet de mouvement, la caractéristique du courant de moteur étant déterminée essentiellement,

sur toute l'étendue de la plage de réglage de l'élé-

ment de réglage, par la force que le système méca-

nique exerce sur l'élément de réglage.

2. Dispositif de positionnement selon la reven-

dication 1, caractérisé en outre en ce que l'allure ou la

courbe caractéristique de variation de l'énergie poten-

tielle du système mécanique (4) déplacé conjointement,

comporte des zones à énergie potentielle localement mini-

male, à chacune desquelles est coordonnée une position de

réglage stable de l'élément de réglage (2).

3. Dispositif de positionnement selon la reven-

dication 2, caractérisé en outre en ce que, lors d'un mouvement de réglage de l'élément de réglage (2) à une position de réglage demandée, le dispositif de commande

(3) produit l'amenée de l'élément de réglage par le mo-

teur de réglage (1) dans la zone coordonnée d'énergie lo-

calement minimale du système mécanique (4) et arrête en-

suite le moteur dès qu'il détecte une élévation du cou-

rant de moteur.

4. Dispositif de positionnement selon la reven-

dication 2, caractérisé en outre par deux éléments de

commutation électriques montés parallèlement dans le cir-

cuit du courant de moteur, dont l'un est actionnable par le dispositif de commande et l'autre est actionnable mé- caniquement et couplé au mouvement de réglage de l'élé-5 ment de réglage, de manière qu'il soit chaque fois ouvert aux environs d'une position de réglage stable de l'élé-

ment de réglage et qu'il soit fermé par ailleurs.