FR3138481A1 - Système d’actionnement comprenant un dispositif de mise en position d’équilibre stable et procédé de mise en position d’équilibre stable du système. - Google Patents

Système d’actionnement comprenant un dispositif de mise en position d’équilibre stable et procédé de mise en position d’équilibre stable du système. Download PDF

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Abstract

Ce système d’actionnement (2) comprend un actionneur comprenant un servo-vérin (4), le servo-vérin (4) comprenant une tige (10) munie d’un piston (12), l’actionneur comprenant un dispositif (14) de mise en position prédéfinie d’équilibre stable du piston (12) du servo-vérin (4), le dispositif (14) comprenant un vérin (16) muni d’une tige (18) solidarisée mécaniquement à la tige (10) du servo-vérin (4), le vérin (16) comprenant un piston (20) monté sur la tige (18) du vérin (16) de manière à définir de part et d’autre du piston (20) dans le vérin (16) une première chambre soumise à une première pression et une deuxième chambre soumise à une deuxième pression, les première et deuxième chambres étant configurées pour contenir un fluide, le piston (12) du servo-vérin (4) étant configuré pour être positionné dans la position prédéfinie d’équilibre stable lorsque les première et deuxième pressions sont égales. Figure pour l’abrégé : Fig 1.

Description

Système d’actionnement comprenant un dispositif de mise en position d’équilibre stable et procédé de mise en position d’équilibre stable du système.
La présente invention concerne un système d’actionnement comprenant un actionneur comprenant un servo-vérin et un dispositif de mise en position d’équilibre stable d’un piston du servo-vérin.
En particulier, la présente invention permet de placer le piston dans une position d’équilibre stable, par exemple une position correspondant à un état sûr du système d’actionnement et d’un système actionné, notamment en cas de perte de commande du servo-vérin.
De manière générale, la présente invention s’applique à tout système d’actionnement comprenant un vérin muni d’un piston.
Techniques antérieures
Dans le but de pouvoir positionner un piston d’un vérin hydraulique d’un système d’actionnement dans une position d’équilibre stable lors d’un incident, le système d’actionnement comprend généralement un moyen de mise en butée du piston du vérin, par exemple contre l’une des extrémités du vérin. Le moyen de mise en butée comprend généralement un ressort agissant sur une tige du vérin de manière à placer le piston en butée dans le vérin lors d’une perte de commande du vérin. En particulier, le ressort exerce une force continue sur le piston, notamment à l’encontre du mouvement du piston. Le système d’actionnement doit compenser la force du ressort, dégradant ainsi le rendement du système d’actionnement.
Une autre solution pour positionner le piston du vérin dans une position d’équilibre stable consiste à modifier le réglage d’un moyen d’alimentation en fluide du vérin. Par exemple, l’alimentation en fluide du vérin peut être modifiée de manière à alimenter davantage en fluide une chambre du vérin. Ainsi, le piston se place dans une position de butée.
Un autre inconvénient d’un moyen de mise en butée tel que décrit précédemment est l’impossibilité de placer le vérin dans une position intermédiaire, la position intermédiaire se situant sur la course du piston entre des positions de butée du vérin.
Les solutions de mise en position intermédiaire d’équilibre stable connues impliquent la mise en place de dispositions complexes qui sont pénalisantes pour le système d’actionnement. De plus, ces solutions ne permettent pas une position d’équilibre stable du vérin dans toutes les positions intermédiaires.
La présente invention a donc pour objectif de pallier tout ou partie des inconvénients précités et propose un système d’actionnement comprenant un servo-vérin et un dispositif de mise en position prédéfinie d’équilibre stable d’un piston du servo-vérin.
La présente invention a pour objet un système d’actionnement comprenant un actionneur comprenant un servo-vérin, le servo-vérin comprenant une tige munie d’un piston, l’actionneur comprenant un dispositif de mise en position prédéfinie d’équilibre stable du piston du servo-vérin, le dispositif comprenant un vérin muni d’une tige solidarisée mécaniquement à la tige du servo-vérin, le vérin comprenant un piston monté sur la tige du vérin de manière à définir de part et d’autre du piston dans le vérin une première chambre soumise à une première pression et une deuxième chambre soumise à une deuxième pression, les première et deuxième chambres étant configurées pour contenir un fluide, le piston du servo-vérin étant configuré pour être positionné dans la position prédéfinie d’équilibre stable lorsque les première et deuxième pressions sont égales.
Ainsi, la présente invention permet de placer le piston du servo-vérin dans n’importe quelle position prédéfinie de la course dudit piston. La présente invention permet la mise en position prédéfinie d’équilibre stable du piston de servo-vérin en ramenant ledit piston vers la position définie à la conception du dispositif de mise en position d’équilibre stable. La présente invention permet également une tolérance accrue à la panne du système d’actionnement.
Avantageusement, le système d’actionnement comprend des moyens d’alimentation en fluide configurés pour alimenter l’actionneur en fluide.
De préférence, le servo-vérin comprend une servovalve, l’actionneur comprenant un sélecteur électrohydraulique configuré pour interrompre une alimentation en fluide fournie à la servovalve en cas de comportement non désiré.
Avantageusement, le vérin comprend une première entrée pour le fluide dans la première chambre et une deuxième entrée pour le fluide dans la deuxième chambre.
De préférence, le vérin comprend une sortie pour le fluide placée entre les première et deuxième entrées et dimensionnée de manière à laisser passer le fluide provenant des première et deuxième entrées par la sortie lorsque le piston du servo-vérin est dans la position prédéfinie d’équilibre stable.
Dans un mode de réalisation, le vérin comprend une première sortie pour le fluide et une deuxième sortie pour le fluide placées à différents emplacements longitudinalement entre les première et deuxième entrées et dimensionnées de sorte que la première sortie laisse passer le fluide provenant de la première entrée et que la deuxième sortie laisse passer le fluide provenant de la deuxième entrée lorsque le piston du servo-vérin est dans la position prédéfinie d’équilibre stable.
Avantageusement, l’actionneur comprend un capteur de position du piston du servo-vérin.
De préférence, le système d’actionnement comprend un calculateur configuré pour détecter une panne du servo-vérin.
Dans un mode de réalisation, l’aire d’une section transversale du piston du vérin est inférieure à l’aire d’une section transversale du piston du servo-vérin.
La présente invention a également pour objet un procédé de mise en position prédéfinie d’équilibre stable d’un servo-vérin d’un système d’actionnement comprenant les étapes suivantes :
  • Interruption d’une alimentation en fluide fournie à une servovalve du servo-vérin en cas de comportement non désiré ;
  • Alimentation en fluide du vérin du dispositif de mise en position prédéfinie d’équilibre stable du piston du servo-vérin ;
  • Translation du servo-vérin vers la position prédéfinie d’équilibre stable ; et
  • Maintien en position prédéfinie d’équilibre stable du piston du servo-vérin, les première et deuxième pressions étant égales.
D’autres objectifs, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
illustre schématiquement un système d’actionnement selon l’invention ;
illustre schématiquement un dispositif de mise en position prédéfinie d’équilibre stable d’un système d’actionnement selon l’invention dans une position d’équilibre stable ;
illustre schématiquement un dispositif de mise en position d’équilibre stable d’un système d’actionnement selon l’invention, le piston du dispositif laissant libres les première et deuxième sorties ;
illustre schématiquement un dispositif de mise en position d’équilibre stable d’un système d’actionnement selon l’invention, le piston du dispositif bouchant la première sortie ; et
illustre schématiquement un procédé de mise en position prédéfinie d’équilibre stable d’un servo-vérin d’un système d’actionnement selon l’invention.
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation
On a représenté schématiquement sur la un système d’actionnement 2 comprenant un actionneur comprenant un servo-vérin 4 comportant un vérin asservi 6 par exemple équipé d’une servovalve 8. En variante, le vérin asservi 6 comprend par exemple un distributeur à commande proportionnelle.
Le vérin asservi 6 comprend une tige 10 munie d’un piston 12 se déplaçant entre deux positions de butée. Le piston 12 du servo-vérin 4 définit deux chambres chacune alimentée par la servovalve 8. Le servo-vérin 4 comprend avantageusement des joints à faible frottements afin de garantir l’étanchéité des deux chambres lors du déplacement du piston 12 du servo-vérin 4.
Le servo-vérin 4 du système d’actionnement 2 permet par exemple d’actionner un système aéronautique ou automobile. Le système d’actionnement 2 décrit ici est particulièrement utile pour les architectures monomoteur d’aéronef.
L’actionneur comprend en outre un dispositif 14 de mise en position prédéfinie d’équilibre stable. Le dispositif 14 comprend un vérin 16 muni d’une tige 18 solidarisée mécaniquement à la tige 10 du servo-vérin 4. La tige 18 du vérin 16 et la tige 10 du servo-vérin 4 sont par exemple soudées l’une à l’autre par leurs extrémités ou sont fabriquées d’un seul bloc. En variante, la tige 18 du vérin 16 est par exemple attelée à la tige 10 du servo-vérin 4 par un élément d’attelage démontable. L’élément d’attelage permet par exemple de corriger des défauts de position entre le vérin 16 et le servo-vérin 4. En outre, lorsque la tige 18 du vérin 16 se déplace, la tige 10 du servo-vérin 4 se déplace et inversement.
Le vérin 16 comprend un piston 20 monté sur la tige 18 du vérin 16 de manière à définir de part et d’autre du piston 20 dans le vérin 16 une première chambre 22 soumise à une première pression P1 et une deuxième chambre 24 soumise à une deuxième pression P2. Avantageusement, le piston 20 se déplace dans le vérin 16 avec une course sensiblement égale à la course du piston 12 dans le vérin asservi 6 à une marge près permettant une tolérance mécanique entre le vérin 16 et le servo-vérin 4. En outre, lorsque le piston 20 du vérin 16 se déplace, le piston 12 du servo-vérin 4 se déplace de la même manière et inversement.
Les première et deuxième chambres 22, 24 sont configurées pour contenir un fluide, par exemple de l’huile.
Avantageusement, le système d’actionnement 2 comprend un calculateur 26 relié électroniquement à la servovalve 8. Le calculateur 26 commande par exemple la servovalve 8 alimentant le vérin asservi 6 en fluide, par exemple de l’huile, de manière à commander la position du piston 12 du servo-vérin 4. Par exemple, le calculateur 26 envoie un ordre sous la forme d’un signal électrique à la servovalve 8, la servovalve 8 alimentant le vérin asservi 6 en fluide en fonction de l’ordre du calculateur de manière à positionner le vérin dans une position voulue.
Avantageusement le vérin asservi 6 et les première et deuxième chambres 22, 24 sont alimentées avec le même fluide. La servovalve 8 est avantageusement montée directement sur le vérin asservi 6 afin d’avoir une réactivité du servo-vérin 4 accrue.
Optionnellement, l’actionneur comprend un capteur de position 28 du piston 12 du servo-vérin 4 relié électroniquement au calculateur 26. Le calculateur 26 analyse la position du piston 12 du servo-vérin 4 mesurée par le capteur de position 28 et permet de détecter si la position du piston 12 du servo-vérin 4 est la position commandée par le calculateur 26. Dans un mode de réalisation, le capteur de position 28 est attelé à la tige 10 du servo-vérin 4. Dans un autre mode de réalisation, le capteur de position 28 est attelé à la tige 18 du vérin 16.
Dans un mode de réalisation, la servovalve 8 comprend un capteur de débit (non représenté) permettant de vérifier le débit de fluide fourni par la servovalve 8 au vérin asservi 6. Le capteur de débit est relié électroniquement au calculateur 26. Le calculateur 26 analyse le débit de fluide mesurée par le capteur de débit et permet de détecter si le débit du fluide fourni par la servovalve 8 est le débit commandé par le calculateur 26.
Le calculateur 26 est ainsi configuré pour détecter une panne du système d’actionnement 2, la panne correspondant par exemple à une panne active, c’est-à-dire une alimentation anormale de la servovalve 8 ou à une panne passive, c’est-à-dire une absence de distribution de fluide par la servovalve 8.
Avantageusement, l’actionneur comprend un sélecteur électrohydraulique 30 relié électroniquement au calculateur 26, et fluidiquement à la servovalve 8 et au vérin 16 du dispositif 14 de mise en position prédéfinie d’équilibre stable.
Avantageusement, le système d’actionnement 2 comprend des moyens d’alimentation 31 en fluide sous haute et sous basse pression reliés fluidiquement au sélecteur électrohydraulique 30, à la servovalve 8 et au dispositif 14 de mise en position d’équilibre. Avantageusement, le sélecteur électrohydraulique 30 est raccordé à un circuit hydraulique raccordant les moyens d’alimentation 31 à la servovalve 8 de sorte que du fluide circulant entre les moyens d’alimentation 31 et la servovalve 8 traverse le sélecteur électrohydraulique 30. Avantageusement, le sélecteur électrohydraulique 30 est raccordé à un circuit hydraulique raccordant les moyens d’alimentation 31 au vérin 16 du dispositif 14 de sorte que du fluide circulant entre les moyens d’alimentation 31 et le vérin 16 du dispositif 14 traverse le sélecteur électrohydraulique 30. De préférence, la servovalve 8 est reliée en permanence aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous basse pression par une canalisation hydraulique. De préférence, le vérin 16 du dispositif 14 est relié en permanence aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous basse pression par une canalisation hydraulique.
L’alimentation en fluide sous haute pression comprend par exemple l’injection d’un fluide sous une pression proche de 10 bars, ou sous une pression comprise entre 10 et 350 bars, par exemple sous une pression de 210 bars dans des canalisations du système d’actionnement 2. L’alimentation en fluide sous basse pression comprend par exemple l’échappement d’un fluide circulant dans le système d’actionnement 2.
Le sélecteur électrohydraulique 30 comprend par exemple un distributeur a quatre orifices de circulation et deux positions possibles du distributeur. Les quatre orifices de circulation comprennent par exemple un orifice d’arrivée d’un fluide sous haute pression, un orifice de sortie d’échappement, un premier orifice de circulation et un deuxième orifice de circulation. La première position du distributeur correspond par exemple à la circulation d’un fluide sous haute pression depuis l’orifice d’arrivée d’un fluide sous haute pression vers le premier orifice de circulation et à l’échappement d’un fluide depuis le deuxième orifice de circulation vers l’orifice de sortie d’échappement. La deuxième position du distributeur correspond par exemple à la circulation d’un fluide sous haute pression depuis l’orifice d’arrivée d’un fluide sous haute pression vers le deuxième orifice de circulation et à l’échappement d’un fluide depuis le premier orifice de circulation vers l’orifice de sortie d’échappement.
En outre, le sélecteur électrohydraulique 30 est configuré pour commuter entre plusieurs modes de fonctionnement. Par exemple, dans un premier mode de fonctionnement le sélecteur électrohydraulique 30 alimente la servovalve 8 en fluide sous haute pression provenant des moyens d’alimentation 31 et alimente le vérin 16 du dispositif 14 en fluide sous basse pression provenant des moyens d’alimentation 31. Par exemple, dans un deuxième mode de fonctionnement le sélecteur électrohydraulique 30 alimente la servovalve 8 en fluide sous basse pression provenant des moyens d’alimentation 31 et alimente le vérin 16 du dispositif 14 en fluide sous haute pression provenant des moyens d’alimentation 31.
Lors d’un fonctionnement normal du système d’actionnement 2, par exemple lorsque le calculateur 26 ne détecte pas de panne, le sélecteur électrohydraulique 30 relie la servovalve 8 aux moyens d’alimentation 31 de manière à alimenter la servovalve 8 en fluide sous haute pression et relie le vérin 16 du dispositif 14 aux moyens d’alimentation 31 de manière à évacuer du fluide sous basse pression du vérin 16 du dispositif 14.
Lors d’un fonctionnement anormal du système d’actionnement 2, par exemple lorsque le calculateur 26 détecte une panne comprenant une position incorrecte du vérin 6 due à une alimentation en fluide non désirée fournie par la servovalve 8 ou lorsque le calculateur 26 détecte un comportement non désiré de la servovalve 8, le sélecteur électrohydraulique 30 relie la servovalve 8 aux moyens d’alimentation 31 de manière à évacuer du fluide sous basse pression de la servovalve 8 et relie le vérin 16 du dispositif 14 aux moyens d’alimentation 31 de manière à alimenter le vérin 16 du dispositif 14 en fluide sous haute pression. Cette situation permet d’interrompre l’alimentation en fluide non désirée fournie par la servovalve 8 et entraîne la mise en position d’équilibre stable du vérin asservi 6.
La position d’équilibre stable correspond par exemple à une position de repos du système d’actionnement 2 permettant de rendre disponible le système d’actionnement 2 pour une nouvelle utilisation, à une position de recueil du système d’actionnement 2 ou à une position de maintenance permettant un accès simplifié au système d’actionnement 2, notamment pour une réparation du système d’actionnement 2.
On a représenté schématiquement sur la un dispositif 14 de mise en position d’équilibre stable selon l’invention. Le dispositif 14 représenté est dans la position prédéfinie d’équilibre stable.
Le vérin 16 du dispositif 14 comprend une première entrée 32 pour le fluide sous haute pression dans la première chambre 22 et une deuxième entrée 34 pour le fluide sous haute pression dans la deuxième chambre 24. À la suite de la détection d’une panne, les première et deuxième entrée 32, 34 sont alimentées en fluide sous haute pression par le sélecteur électrohydraulique 30.
Le vérin 16 du dispositif 14 comprend également une première sortie 36 pour le fluide sous basse pression et une deuxième sortie 38 pour le fluide sous basse pression placées à différents emplacements longitudinalement entre les première et deuxième entrées 32, 34. Les première et deuxième sorties 36, 38 sont pratiquées dans un élément 39 constitutif de la paroi du vérin 16 du dispositif 14. La position longitudinale de l’élément 39 est avantageusement choisie à la conception du dispositif 14 de manière à pouvoir construire des systèmes d’actionnement 2 dont la position prédéfinie d’équilibre stable peut être ajustée d’une fabrication à l’autre. De préférence, les première et deuxième sorties 36, 38 sont reliées aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous basse pression.
Lorsque les première et deuxième entrées 32, 34 sont alimentées en fluide sous haute pression et que les première et deuxième sorties 36, 38 sont reliées aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous basse pression, le piston 20 du vérin 16 est mis en mouvement par la différence entre les première et deuxième pressions P1, P2 pour se placer dans la position d’équilibre stable. En outre, les première et deuxième pressions P1 et P2 exercent une force sur le piston 20 du vérin 16. Cette force déplace la tige 10 du servo-vérin 4 solidarisée mécaniquement à la tige 18 du vérin 16. Plus particulièrement, les première et deuxième pressions P1 et P2 vont varier avec le déplacement du piston 20 du vérin 16 jusqu’à être égales et donc exercer chacune une force égale sur le piston 20 du vérin 16 lorsque le servo-vérin 4 est placé dans sa position d’équilibre stable.
La section du vérin 16 du dispositif 14 est avantageusement configurée pour fournir un effort suffisant pour placer le vérin asservi 6 dans la position d’équilibre stable. Une section plus grande du vérin 16 du dispositif 14 permet de vaincre des efforts antagonistes plus importants, notamment de la part du vérin asservi 6.
La présente invention permet en outre d’appliquer un effort mécanique à partir d’une modulation hydraulique.
Dans un autre mode de réalisation, le système d’actionnement 2 ne comprend pas de sélecteur électrohydraulique 30. Le vérin 16 du dispositif 14 et le vérin asservi 6 sont alors reliés tous les deux aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous haute pression, le vérin 16 du dispositif 14 exerçant en continu une force sur le vérin asservi 6 de manière à le ramener à sa position d’équilibre stable. Avantageusement, l’aire d’une section transversale du piston 20 du vérin 16 est inférieure à l’aire d’une section transversale du piston 12 du servo-vérin 4 de sorte que le vérin 16 du dispositif 14 exerce une force parasite faible sur le vérin asservi 6 lors de son fonctionnement normal. Lors d’une panne passive du servo-vérin 4, le vérin 16 du dispositif 14 place le vérin asservi 6 dans sa position d’équilibre stable. Avantageusement, lors d’une panne active l’alimentation du servo-vérin 4 est coupée, par exemple manuellement, et le dispositif 14 place le vérin asservi 6 dans sa position d’équilibre stable.
Le piston 20 du dispositif 14 comprend une portion 40 de forme sensiblement cylindrique, de diamètre sensiblement égal au diamètre de la section transverse intérieure du piston 20 du dispositif 14 et de hauteur sensiblement égale à la distance longitudinale entre les première et deuxième sorties 36 et 38. Dans la position d’équilibre stable, les première et deuxième sorties 36, 38 sont situées partiellement de part et d’autre du piston 20 du dispositif 14. Avantageusement, les angles de la portion 40 du piston 20 sont biseautés de sorte que le fluide circule depuis la première entrée 32 vers la première sortie 36 et depuis la deuxième entrée 34 vers la deuxième sortie 38 lorsque le vérin 16 du dispositif 14 est dans la position d’équilibre stable. Dans un autre mode de réalisation, les angles de la portion 40 du piston 20 présentent des arêtes vives ou toute autre forme de transition.
Le piston 20 du dispositif 14 comprend avantageusement des joints à faible frottements afin de garantir l’étanchéité des première et deuxième chambres 22, 24 lors du déplacement du piston 20 du dispositif 14.
Le piston 20 du dispositif 14 comprend deux butées 42 de part et d’autre de la portion 40. Avantageusement, la première entrée 32 est située au plus près de la position de butée du piston 20 du côté de la première chambre 22, la butée 42 correspondante étant dimensionnée de sorte que le fluide sous haute pression peut entrer par la première entrée 32 dans la première chambre 22 lorsque le piston 20 du dispositif 14 est en position de butée. Avantageusement, la deuxième entrée 34 est située au plus près de la position de butée du piston 20 du côté de la deuxième chambre 24, la butée 42 correspondante étant dimensionnée de sorte que le fluide sous haute pression peut entrer par la deuxième entrée 34 dans la deuxième chambre 24 lorsque le piston 20 du dispositif 14 est en position de butée.
Dans un mode de réalisation, les première et deuxième entrées 32, 34 sont munies de restrictions ajustables 44 disposées dans une canalisation d’échappement des première et deuxième entrées 32, 34. Lorsque le système d’actionnement 2 est en position d’équilibre stable, il y a un équilibre des forces appliquées au piston 20 du dispositif 14. Les restrictions ajustables 44 permettent par exemple de modifier la vitesse de mise en position d’équilibre stable du système d’actionnement 2. La valeur des première et deuxième pressions P1 et P2 et/ou la vitesse de recentrage et/ou la circulation du fluide depuis les première et deuxième entrée 32, 34 vers les première et deuxième sorties 36, 38 est par exemple déterminée par les dimensions des restrictions 44 et par les recouvrements de la portion 40 du piston 20 avec les première et deuxièmes sorties 36 et 38. La vitesse de recentrage dépend également des moyens mis en œuvre pour relier les utilisations de la servovalve 8 en cas de panne, non décrits car connus dans l'état de l'art.
On a représenté schématiquement sur la un dispositif 14 de mise en position d’équilibre stable selon l’invention. Le dispositif 14 est représenté dans une position telle que la première chambre 22 est de volume inférieur au volume de la deuxième chambre 24. Lorsqu’une panne du servo-vérin 4 est détectée, le sélecteur électrohydraulique 30 commute pour changer de mode d’alimentation et coupe l’alimentation en fluide sous haute pression de la servovalve 8 et donc du vérin asservi 6. Le sélecteur électrohydraulique 30 alimente alors les première et deuxième entrées 32, 34 en fluide sous haute pression, par exemple simultanément.
Suite à la détection de la panne, la première chambre 22 est alimentée en fluide sous haute pression qui ne peut s’évacuer par les première et deuxième sorties 36, 38 situées dans la deuxième chambre 24. La pression P1 dans la première chambre 22 augmente alors et est supérieure à la pression P2 dans la deuxième chambre 24. La pression dans la première chambre 22 est par exemple égale à la pression du fluide injecté sous haute pression. La pression dans la deuxième chambre 24 est par exemple égale à la pression du fluide d’un circuit basse pression des moyens d’alimentation 31. Dans un mode de réalisation, le fluide de la première chambre 22 s’écoule avec un débit très faible entre l’élément 39 et la portion 40 du piston 20 du dispositif 14 de manière à contrôler la vitesse de recentrage, la pression dans la première chambre 22 n’augmentant pas trop vite. L’effort exercé par les première et deuxième pression P1, P2 sur le piston 20 du dispositif 14 tend à le déplacer vers sa position d’équilibre stable.
De préférence, cet écoulement très faible entre l’élément 39 et la portion 40 du piston 20 du dispositif est pris en compte à la conception du système d’actionnement 2. La valeur des première et deuxième pressions P1 et P2 et/ou la vitesse de recentrage et/ou la circulation du fluide depuis les première et deuxième entrée 32, 34 vers les première et deuxième sorties 36, 38 est avantageusement déterminée par les dimensions des restrictions 44, par les recouvrements de la portion 40 du piston 20 avec les première et deuxièmes sorties 36 et 38 et par la valeur de cet écoulement.
On a représenté schématiquement sur la un dispositif 14 de mise en position d’équilibre stable selon l’invention. Le dispositif 14 est représenté dans une position intermédiaire aux situations des figures 2 et 3. Le piston 20 du dispositif 14 recouvre la première sortie 36, le fluide de la première chambre 22 ne pouvant toujours pas atteindre une sortie 36, 38 pour le fluide. La pression P1 dans la première chambre 22 est encore supérieure à la pression P2 dans la deuxième chambre 24. Le piston 20 du dispositif 14 continue donc son mouvement vers la position d’équilibre stable illustrée sur la .
La situation opposée, lorsque le dispositif 14 est dans une position telle que la première chambre 22 est de volume supérieur au volume de la deuxième chambre 24 se comprend par symétrie de façon analogue.
Le dispositif 14 représenté à la possède un axe de symétrie transverse, cependant d’autres structures sont possibles pour le vérin 16 du dispositif 14. Les volumes des première et deuxième chambres 22, 24 peuvent par exemple être différents lorsque le piston 20 du dispositif 14 est dans la position centrale de sa course.
Les premières et deuxième sorties 36, 38 sont par exemple situées de part et d’autre du piston 20 du dispositif 14 positionné dans une position non centrale de sa course de manière à définir une position d’équilibre stable du vérin asservi 6 différente de la position centrale de sa course. Le choix de la position intermédiaire d’équilibre stable est libre par conception, il est notamment prédéfini en modifiant le recouvrement du piston 20 du dispositif 14 avec les première et deuxième sorties 36, 38.
Dans un autre mode de réalisation, les première et deuxième sorties 36, 38 sont reliées fluidiquement, par exemple par une fente pratiquée dans une paroi du piston 20 du dispositif 14 de sorte que les première et deuxième sorties 36, 38 communiquent fluidiquement et forment une seule sortie.
On a également représenté sur la les étapes d’un procédé 46 de mise en position prédéfinie d’équilibre stable d’un servo-vérin 4 d’un système d’actionnement 2.
En premier lieu, on effectue une étape 48 d’interruption d’une alimentation en fluide non désirée fournie par une servovalve 8 du servo-vérin 4. L’étape 48 d’interruption survient par exemple après la détection d’une panne par le calculateur 26. Avant la panne, le sélecteur électrohydraulique 30 relie par exemple les moyens d’alimentation 31 en fluide sous haute pression à la servovalve 8 et relie par exemple le dispositif 14 aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous basse pression.
Puis, on effectue une étape 50 d’alimentation en fluide du vérin 16 du dispositif 14 de mise en position prédéfinie d’équilibre stable du piston 12 du servo-vérin 4. Lors de l’étape 50 d’alimentation le sélecteur électrohydraulique 30 relie par exemple la servovalve 8 aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous basse pression et relie par exemple le dispositif 14 aux moyens d’alimentation 31 en fluide sous haute pression. Avantageusement, les étapes 48 et 50 sont mises en œuvre simultanément notamment par la commutation du sélecteur électrohydraulique 30 entre deux modes de fonctionnement.
Ensuite, on effectue une étape 52 de translation du servo-vérin 4 vers la position prédéfinie d’équilibre stable. Avantageusement, l’étape 52 est effectuée en même temps que l’étape 50. On entend par une action simultanée des étapes 50 et 52 que les étapes 50 et 52 ont lieu en même temps, ou sont décalées temporellement d’une durée négligeable.
L’étape 52 comprend la translation du piston 20 du vérin 16 vers la position prédéfinie d’équilibre stable. La tige 10 du servo-vérin 4 solidarisée mécaniquement à la tige 18 du vérin 16 est également translatée vers la position d’équilibre stable au cours de l’étape 52 de manière à positionner le servo-vérin 4 dans la position prédéfinie d’équilibre stable. Enfin, on effectue une étape 54 de maintien en position prédéfinie d’équilibre stable du piston 12 du servo-vérin 4. Lors de l’étape 54 les première et deuxième pressions P1, P2 sont égales. Lorsque le piston 12 du servo-vérin 4 s’éloigne de la position d’équilibre stable, l’obturation des première et deuxième sorties 36, 38 est modifiée. Ainsi, les première et deuxième pressions P1, P2 sont modifiées et tendent à ramener le piston 12 du servo-vérin 4 vers la position d’équilibre stable. La pression de la chambre dont le volume a diminué augmente et exerce sur le piston 12 du servo-vérin 4 une force supérieure à la force exercée par la pression de l’autre chambre sur le piston 12 du servo-vérin 4, la force supérieure ramenant le piston 12 du servo-vérin 4 à la position d’équilibre stable dans laquelle les première et deuxième pressions P1, P2 sont égales.

Claims (10)

  1. Système d’actionnement (2) comprenant un actionneur comprenant un servo-vérin (4), le servo-vérin (4) comprenant une tige (10) munie d’un piston (12), caractérisé en ce que l’actionneur comprend un dispositif (14) de mise en position prédéfinie d’équilibre stable du piston (12) du servo-vérin (4), le dispositif (14) comprenant un vérin (16) muni d’une tige (18) solidarisée mécaniquement à la tige (10) du servo-vérin (4), le vérin (16) comprenant un piston (20) monté sur la tige (18) du vérin (16) de manière à définir de part et d’autre du piston (20) dans le vérin (16) une première chambre (22) soumise à une première pression (P1) et une deuxième chambre (24) soumise à une deuxième pression (P2), les première et deuxième chambres (22, 24) étant configurées pour contenir un fluide, le piston (12) du servo-vérin (4) étant configuré pour être positionné dans la position prédéfinie d’équilibre stable lorsque les première et deuxième pressions (P1, P2) sont égales.
  2. Système (2) selon la revendication 1, comprenant des moyens d’alimentation (31) en fluide configurés pour alimenter l’actionneur (16) en fluide.
  3. Système (2) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le servo-vérin (4) comprend une servovalve (8), l’actionneur comprenant un sélecteur électrohydraulique (30) configuré pour interrompre une alimentation en fluide fournie à la servovalve (8) en cas de comportement non désiré.
  4. Système (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le vérin (16) comprend une première entrée (32) pour le fluide dans la première chambre (22) et une deuxième entrée (34) pour le fluide dans la deuxième chambre (24).
  5. Système (2) selon la revendication 4, dans lequel le vérin (16) comprend une sortie pour le fluide placée entre les première et deuxième entrées (32, 34) et dimensionnée de manière à laisser passer le fluide provenant des première et deuxième entrées (32, 34) par la sortie lorsque le piston (12) du servo-vérin (4) est dans la position prédéfinie d’équilibre stable.
  6. Système (2) selon la revendication 4, dans lequel le vérin (16) comprend une première sortie (36) pour le fluide et une deuxième sortie (38) pour le fluide placées à différents emplacements longitudinalement entre les première et deuxième entrées (32, 34) et dimensionnées de sorte que la première sortie (36) laisse passer le fluide provenant de la première entrée (32) et que la deuxième sortie (38) laisse passer le fluide provenant de la deuxième entrée (34) lorsque le piston (12) du servo-vérin (4) est dans la position prédéfinie d’équilibre stable.
  7. Système (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’actionneur comprend un capteur de position (28) du piston (12) du servo-vérin (4).
  8. Système (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un calculateur (26) configuré pour détecter une panne du servo-vérin (4).
  9. Système (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’aire d’une section transversale du piston (20) du vérin (16) est inférieure à l’aire d’une section transversale du piston (12) du servo-vérin (4).
  10. Procédé (46) de mise en position prédéfinie d’équilibre stable d’un servo-vérin (4) d’un système d’actionnement (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    • Interruption d’une alimentation en fluide fournie à une servovalve (8) du servo-vérin (4) en cas de comportement non désiré ;
    • Alimentation en fluide du vérin (16) du dispositif (14) de mise en position prédéfinie d’équilibre stable du piston (12) du servo-vérin (4) ;
    • Translation du servo-vérin (4) vers la position prédéfinie d’équilibre stable; et
    • Maintien en position prédéfinie d’équilibre stable du piston (12) du servo-vérin (4), les première et deuxième pressions (P1, P2) étant égales.
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