Brevet FR2005502A1 — publié le 19691212

Un dispositif pneumatique d'asservissement d'un système hydr- zutique de sustentation, stappliquant par exemple à des paliers, des glissières ou des servo-commandes, a déjà fait l'objet de divers brevets, en particulier du brevet français N01.502.985, du 25 octobre 1966, au nom de la même titulaire. Ce dispositif, destiné en principe à maintenir rigoureusement constante la distance entre les parois voisines d'un corps de référence et d'un corps mobile, soumis à une force extérieure variable, a pour élément essentiel un organe coulissant, dit correcteur, qui, d'une part, commande un distributeur destiné à régler les pressions d'un fluide exerçant sur le corps mobile un effort antagoniste et, d'autre part, comporte une membrane déformable soumise sur ses faces opposées aux pressions de deux circuits d'écoulement pneuaati- que, dont l'une est influencée par la position du corps mobile par rapport au corps de référence, tout déplacement du correcteur, sous l'influence d'une différence des pressions d'air s'exerçant sur ses deux faces, provoquant dans les deux circuits une amplification de la variation de pression qui est à 11 origine de ce déplacement. Les deux circuits pneumatiques comportent chacun un gicleur d'entrée, et les sections de ces deux gicleurs doivent être dans un rapport déterminé. En général, elles sont égales. L'expérience a montré qu'il était diffieile en pratiqued'exe- cuter ces gicleurs avec un degré de précision suffisant. D'autre part, un écart entre la valeur théorique de la section d'un gicleur et sa valeur réelle a pour conséquence un déplacement du corps mobile par rapport au corps fixe lorsque l'effort extérieur s'exer çant sur le corps mobile varie et, selon le sens de cet écart, ce déplacement s'effectue dans le sens de I1 effort lorsque celui-ci augmente et vice versa, ou en sens opposé.La première de ces éventualités ne présente pas un grand intérêt pratique, mais la deu xieme, si elle est contrôlée. ouvre par contre des perspectives très séduisantes puisqu'en provoquant un déplacement du corps mobile dans le sens opposé à celui de l'effort lorsque celui-ci augmente et vice versa, elle permet de compenser certaines flexions du corps mobile qui, elles, s'exercent toujours dans l'autre sens. Dans ces conditions, certaines modifications ont été apportées aux caractères généraux des circuits pneumatiques du correcteur en donnant dans certains cas maxin: de précision, soit dans le positionnement normal du dispositif d'asservissement, tel qu'il est décrit dans le brevet français NO 1.502.985, du 25 octobre 19663 soit dans la compensaion simultanée de flexions, un des gicleurs peut avoir une section inférieure à sa valeur théorique et être complété par un gicleur d'appoint comportant un système de réglage très sensible ou constitué par un orifice préalablement étalonné. La présente invention a donc pour objet un dispositif pneumatique d'asservissement d'un système hydrostatique de sustentation, comportant essentiellement un organe coulissant dans un bottier solidaire d'un corps de référence, dit correcteur, qui, d'une part, commande un distributeur destiné à régler les pressions d'un fluide exerçant sur un corps mobile, soumis à une force exterieure varia ble, un effort antagoniste et, d'autre part, comporte une membrane déformable soumise sur ses faces opposées aux pressions de deux circuits d'écoulement pneumatique. alimenta pa une source commune de pression et comprenant chacun un gicleur d'entrée et un orifice de sortie de section variable, ledit orifice de sortie de l'un des deux circuits étant influencé par la positon du corps mobile par rapport au corps de référence et tout déplacement du correcteur, en raison de la différence des pressions d'air s'exerçant sur ses deux faces qui résulte de tout mouvement élémentaire du corps mobile par rapport au corps de référence, provoquant dans les deux circuits une amplification de la variation de pression qui est à l'origine de ce déplacement, caractérisé en ce que le gicleur d'entrée d'un des circuits a une valeur différente de celle qui est théoriquement nécessaire pour assurer un positionneent imnueble du corps mobile par rapport au corps de référence, quelle que soit l'intensité de l'effort extérieur, de manière à permettre, lorsque celui-ci augmente, un déplacernent dans le sens opposé à sa direction et vice versa. La figure unique du dessin annexé représente, schématiquement et à titre drexemple, une forme d'exécution du dispositif d'asservissement appliqué au cas de la rotation d'un arbre dans son palier (ou d'un chariot coulissant le long d'une glissière ronde), dans laquelle le gicleur d'un des circuits est complété par un gicleur d'ap oint réglable pour permettre de compenser éventuelxement de flexions variables. Dans la disposition représentée au dessin, analogue à celle décrite en regard de la fig. 3 du brevet français NO 1.502.985, du 25 octobre 1966, un corps mobile 1 est sustenté à l'intérieur d'un corps de référence 2 par un système hydrostatique5 commandé par le distributeur 3 d'un dispositif d'asservis er. nt pneur:atique 4. L'organe essentiel de ce dispositif dit correcteur 5 coulisse à la maniere d'un tiroir dans un bottier 6 fixé sur le corps de référence 2 et est solidaire de la partie centrale d'une membrane 7 dont la périphérie est serrée dans le bottier 6 et qui est soumise sur ses deux faces opposées aux pressions de deux circuits d'éccu- lement gazeux, alimentés par une source commune 8. Dans le premier circuit, dit principal, le gaz entre par un gicleur 9 et sort par deux orifices de section variable: le premier constitué par le jeu existant entre la surface du corps mobile 1 et le périmètre de l'orifice d'une buse 10 solidaire du corps de référence 2; le deuxième constitué par le jeu existant entre une collerette 11 du correcteur 5 et le périmètre de l'orifice d'une buse 12 fixée sur le bottier 6. Dans le deuxième circuit, dit secondaire, le gaz entre par deux gicleurs: le premier de section fixe 13; le deuxième de section ré blabla, constitué par le jeu existant entre une tige conique 14, susceptible d'être déplacée à l'aide d'un filetage 15, et le périmètre de l'alésage d'une bague 16. I1 sort par un orifice de section variable institué par le jeu existant entre la collerette 11 et le périmètre de l'orifice d'une buse 17 fixée sur le bottier 6. Généralement, les surfaces de la membrane 7 sur lesquelles s'exercent les pression de'. ce circuits sont les memes. Les diamètres des buses 10, 12 et 17 sont identiques. La différence entre la saillie de la buse 12 par rapport au bottier 6 et celle de la buse 17 est égale, par construction, à la distance à maintenir constante, dans le cadre du brcvet français NO 1.502.985, entre le corps mobile 1 et le corps de référence 2. Dans es conditions, le fonctionnement du système, tel qu'il a été décrit dans ledit brevet, est réalisé lorsque la section totale des gicleurs d'entrée est la même pour les eux circuits. Ceci implique évidemment que la section du gicleur 13 soit inférieure à celle du gicleur 9. Un premier avantage résulte de la présence du gicleur de section réglable: l'égalité de la section totale des gicleurs d'entrée des deux circuits devient facile à réaliser en dép-laçant la tige jusqu' à ce que la position du corps mobile 1 par rapport au corps de référence 2 reste immuable, quelle que soit la variation de l'effort. Mais cette disposition présente un avantage supplémentaire ex trêmement important. Supposons qu'après réglage du gicleur réglable, la section totale d'entrée du gaz dans le circuit secondaire soit supérieure à la section d'entrée dans le circuit principal. Supposons également, à titre d'exemple, que l'effort extérieur agisse sur le corps mobile 1 dans le sens de la flèche 18. Supposons enfin, toujours à titre d'exemple, que partant d'un état d'équilibre pour lequel les sections totales des orifices de sortie des deux circuits sont dans le même rapport que les orifices d'entrée, cet effort augmente d'intensité. Le corps mobile 1 va, dans ces conditions, amorcer un mouvement vers la buse 10. Sous l'influence de la variation de pression qui en résulte, le tiroir correcteur 5 va se déplacer de telle façon que la collerette 11 se rapproche des buses 12 et 17, et que la variation initiale de pression se trouve ainsi amplifiée. Pour qu'un nouvel état d'équilibre soit possible après que le tiroir correcteur 5 aura achevé son déplacement, il faut que, comme cela se passait à l'origine, les nouvelles sections totales des orifices de sortie des deux circuits soient encore dans le même rapport que les orifices d'entrée. Ceci implique que la variation de ces sections au cours du déplacement du correcteur soit également dans le même rapport. Or, la variation provoquée par le déplacement du tiroir correcteur.5 est la même pour les deux circuits. Pour que la variation de la section totale de sortie du circuit secondaire soit supérieure à la variation de la section totale de sortie du circuit principal, il faut donc que la section de sortie par la buse 10 augmente, c'est-à-dire que le corps mobile 1 s'éloigne d corps de référence 2. I1 est clair que dans de telles conditions, le corps mobile 1 se déplace lorsque l'effort auquel il est soumis augmente en sens opposé à la direction de cet effort et vice versa. Si, par exemple, le corps mobile 1 est constitué par un arbre soumis à un certain effort en avant des paliers, la flexion de la partie extérieure de la broche, proportionnelle à l'effort, peut être compensée par un déplacenent en sens opposé de l'arbre, de telle manière que la po sition de la section dc arbre sur laquelle s'applique l'effort reste toujours la mcn'. quelle que soit l'intensité de cet effort. Plus la section de passage du gicleur d'appoint est grande, plus la possibilité de compensation de flexion est importante pour un effort déterminé. Le raisonnement est évidemment analogue lorsque l'effort s'exerce dans le sens opposé à la flèche 18 ou lorsqu'il diminue d'intensité. Si, au lieu d'entre supérieure àla section totale d'entrée du circuit principal, la section totale d'entrée du circuit secondaire lui est inférieure, le corps mobile 1 se déplace dans le sens de l'effort lorsque celui-ci augmente d'intensité et vice versa, ce qui est le cas de tous les paliers, roulements, glissières, etc. Bien entendu, le gicleur réglable d'appoint peut être placé indifféremment sur le circuit principal ou le circuit secondaire Dans les cas où la flexion à compenser est toujours la même et où ce mode d'utilisation du dispositif d'asservissement 4 est seul envisagé, le gicleur de section réglable peut autre remplacé par un orifice calibré, préalablement étalonné et choisi en fonction des indications d'un essai préalable du dispositif. Enfin, il est bien évident que la présente invention s'applique non seulement aux fontes de réalisation qui viennent d'être décri tes, mais à toutes autres possibles, et notamment à celles visées par le brevet français Ne 1.502.985 au nom de la rneme titulaire. Revendications 1. Dispositif pneumatique d'asservissement d'un système hydrostatique de sustentation, comportant essentiellement un organe coulissant dans un boltier solidaire d'un corps do référence dit correcteur qui, d'une part, commande un distributeur destiné à régler les pressions d'un fluide exerçant sur un corps mobile, soumis à une force extérieure variable, un effort antaboniste et, d'autre part, comporte une membrane déformable soumise sur ses faces opposées aux pressions de deux circuits d'écoulement pneumatique, alimentés par une source commune de pression et comprenant chacun un gicleur d'entrée et un orifice de sortie de section variable, ledit orifice de sortie de l'un des deux circuits ét influencé par la position du corps mobile par rapport au corps de référence et tout déplacement du correcteur, en raison de la difs- > renee des pressions d'air s'exerçant sur ses deux faces qui résulte e tout mouvement élémen taire du corps mobile par rapport au corps de référence, provoquant dans les deux circuitd une amplification de la variation de pression qui est à l'origine de ce déplacement, caractérisé en ce que le gicleur drentrée d'un des circuits a une valeur différente de celle qui est théoriquement nécessaire pour assurer un positionnement im muable du corps mobile par rapport au corps deréférence3 quelle que soit l'intensité de l'effort extérieur, de manière à permettre, lorsque celui-ci augmente, un déplacement dans le sens opposé à sa direction et vice versa. 2. Dispositif selon la revendicaticn bdanz lequel le gicleur d'entrée d'un des circuits a une section inférieure à sa valeur théori que et le meme circuit comporte un gicleur dt oint de section ré- Viable. 3. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le gicleur d'entrée d'un des circuits a une section iL -ieure à a valeur théorique et le même circuit cor ortie un gicleur d'appoint constitué par un orifice calibré, préalablement étalonné et choizl en fonction d'un essai préalable du dispositif.