Brevet FR2132638A1 — publié le 19721124

La présente invention concerne un gyromètre' amélioré destiné à engendrer des .signaux manométriques-c1 est-à-dire des variations de pression - et applicable à la télécommande d'un servomoteur afin d'actionner des dérives stabilisatrices 5 d'un navire ou analogue et qui évite la nécessité d'organes de commande et de générateurs de signaux électriques. L'invention a aussi pour objet un appareil destiné à des dispositifs entièrement hydrauliques. Selon une particularité essentielle de l'organe de com-10 mande manométrique gyroscox:>ique selon l'invention, destiné à engendrer dans le circuit hydraulique des pressions dont la grandeur et le signe indiquent la vitesse et le sens d'un changement de direction de l'objet sur lequel est monté l'organe de commande, une cage - ou caisse - de gyroscope est mon-15 tée sur un bâti principal de manière à pouvoir pivoter librement et sans entraves autour d'un axe de précession, un rotor - ou tore - monté dans ladite cage est destiné à tourner autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe de précession, une buse de commande du rotor est orientée en direction 20 de la périphérie de ce dernier, des organes fixés au bâti supportent deux buses a clapet, l'un des clapets commandant les buses de manière à limiter de manière variable et dans les deux sens la sortie d'un fluide de ces buses, des organes destinés à diriger le fluide en direction et en provenance de ces 25 trois buses comprennent des étrangletaents provoquant une chute de pression,et une liaison par barre de torsion élastique entre la cage du gyroscope et le clapet est calculée de manière que le rapport force/déformation donne à ce clapet une fréquence de vibration propre plusieurs fois supérieure à la fré-30 quence maximale des oscillations provoquées par un changement de direction de l'objet sur lequel l'organe de commande est monté. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés, à titre d'exemples nullement limitatifs, et 35 sur lesquels : 3a figure 1 est une vue en plan et en coupe partielle d'un organe de commande rnanométrique gyroscopique selon un mode de réalisation avantageux do l'invention ; 72 08286 2 2132638 la, figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de l'appareil de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en bout et en coupe partielle suivant la ligne 3-3 de l'appareil de la figure 1 ; et 5 la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de l'appareil de la figure 2 et comprend un schéma des circuits. La figure 1 représente un support ou bâti principal 10 qui peut être constitué par une pièce dans laquelle est ména-10 gée une cavité de gyroscope 12, fermée par un couvercle de fermeture 14 et une cavité pour clapet 16 fermée par un couvercle de fermeture 18. La cavité 12 contient un gyromètre qu est constitué par un rotor - ou tore - 20 pivotant sur des pa liers 22 fixés à un arbre fixe 24 qui est supporté à l'inté-15 rieur d'une cage 26. La cage 26 est articulée sur des paliers 28 et 30 du bâti 10 et du couvercle de fermeture 14, respecti vement. Le palier 30 est ajustable axialement par une vis de réglage 32 qui comprime de façon variable une rondelle ondulé 34. L'arbre 24 du rotor est positionné par des vis de réglage 20 36 qui jouent aussi le rôle de butées en venant en contact avec des rainures 38 ménagées dans les parois latérales de la cavité 12. La surface latérale du rotor est dentelée comme l'indique la figure 3 et une buse 40 de commande du rotor est fixée au bâti 10 et orientée vers ces dentelures de manière 25 que le jet de fluide les heurte en un point coupant l'axe de rotation de la cage 26 autour de laquelle le gyroscope peut précessionner. On injecte un fluide, par exemple de l'huile hydraulique, dans la buse 40, par un passage 42 ménagé dans 1 bâti 10. Ceci constitue un dispositif d'entraînement du rotor 30 20, qui ne nécessite pas l'établissement d'une liaison par le fluide entre le bâti et la cage pivotante. Un organe d'arrivée 44 du fluide part du bas du bâti 10 et monte de manière à croiser le passage 42 ainsi qu'une dérivation 46, qui conduit à un passage axial 48 et de là à 35 un passage transversal 50. Deux étranglements 52 créant une chute de pression sont intercalés dans le passage transversal 50 et alimentent en fluide deux buses 54 à clapet. Celles-ci débouchent dans un plan qui coïncide sensiblement avec le pla 72 08286 3 2132638 de l'axe de précession et sont commandées par un clapet plat 56. Le clapet 56 peut être ajusté par rapprochement et éloi-gnement des buses 54 par une vis de réglage 58 comportant une pointe venant au contact d!une rainure dans la partie supé-5 rieure du clapet 56. La cage 26 et le clapet 56 sont reliés par une barre élastique de torsion 60 qui est fixée rigidement à chacun de ces éléments. Le rapport force/déformation de 1a. barre 60 est choisi de manière que la fréquence propre des vibrations du 10 clapet soit plusieurs fois supérieure à la fréquence maximale des oscillations provoquées en fonctionnement normal par un changement de direction du navire, ou d'un autre objet auquel le bâti 10 est fixé. La barre 60 est par ailleurs suffisamment souple pour agir comme une poutrelle déformable et permet le 15 d'ajuster/clapet 56 en le rapprochant ou l'éloignant des buses 54 à l'aide de la vis de réglage 58. Quand l'appareil décrit ci-dessus est monté sur un navire, ou tout autre support qui participe au changement de direction, il est sensible à des mouvements de ce genre qui se produisent autour d'un axe 20 désigné par A sur les figures 1 et 2. Une rotation autour de l'axe A à une vitesse déterminée produit une force de précession appliquée à la cage 26 et qui tend à faire pivoter le clapet 56. La grandeur et le sens de cette force varient en fonction de la vitesse et du sens du mouvement de rotation du 25 support 10 autour de l'axe A. Des mouvements très faibles du clapet 56 sont nécessaires et suffisants pour provoquer des variations appréciables des forces de pression appliquées par le fluide des buses 54 au clapet. Par exemple, une course entière de l'ordre de 1 minute d'arc peut engendrer une diffé-30 rence de pression entre les deux buses égale à au moins 50 io de la pression moyenne à l'équilibre. On peut ainsi parvenii-à une position sensiblement neutre. Pour donner un exemple du type d'ensemble dans lequel on peut employer cet organe de commande manométrique gyrosco-35 pique, on a représenté schématiquement sur la figure 4 un en-SOiubXc consti tué par une pompe 62, un réservoir 64 et une soupape directionnelle 66 qui commande un servomoteur 68 destiné à positionner une tige 70 qui peut être reliée à une dérive 72 08286 4 2132638 stabilisatrice. La soupape 66 est positionnée par un piston et un cylindre 72 à double effet qui est relié au bâti 10 par les orifices de commande 74 et 76, à travers lesquels les pressions à la sortie des buses 54 sont mesurées. La position de 5 la tige 70 liée à la dérive est transmise à la soupape 66 par un ressort 78 et une came 80. Par conséquent, pour une vitesse de roulis nulle du navire, le clapet 56 maintient l'égalité des pressions aux buses 54. Etant donné la pression différentielle appliquée au piston et au cylindre 72, la force du 10 ressort 78 est équilibrée quand la tige de dérive 70 est en position médiane. Chaque fois que le navire roule, la vitesse de roulis est transmise sous forme d'une différence de pression au piston et au cylindre 72 détruisant ainsi l'équilibre réalisé avec le ressort 78 et provoquant un déplacement de la 15 soupape 66 dans le sens approprié pour agir sur le servomoteur 68 et modifier par l'intermédiaire de la came 80 la force du ressort 78 dans une proportion suffisante pour compenser la différence des pressions appliquées aux buses 54. Si l'on préfère une source 82 séparée de liquide, reliée à l'arrivée 44, 20 on peut employer la pompe 62 également comme source de pres-sion7ce qui permet de supprimer la pompe 82. Le fluide revenant des cavités 12 et 16 peut passer à travers une conduite 84. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite 25 ci-dessus simplement à titre indicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter toutes modifications sans sortir de son cadre. 72 08286 5 2132638 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande manométrique gyroscopique destiné à engendrer dans un circuit à fluide des pressions dont la grandeur et le signe indiquent la vitesse et le sens 5 d'un changement de direction de l'objet sur lequel ledit organe de commande est monté, caractérisé en ee qu'il comprend une cage de gyroscope montée sur un bâti principal de manière à pouvoir tourner librement et sans entrave autour d'un axe de précession, un rotor monté dans ladite cage de manière à tour-10 ner autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe de précession, .une buse de commande du rotor dirigée sur la surface latérale de ce dernier, des organes fixés au bâti supportant deux buses à clapet, un clapet commandant lesdites buses dé manière à limiter de façnn variable et dans les deux sens 15 la sortie du fluide par ces buses, des organes d'orientation du fluide en direction et en provenance des trois buses, ces organes comprenant des étranglements provoquant une chute de pression en amont de chaque buse, et une barre élastique de torsion reliant la cage du gyroseojie au clapet et dont le rap— 20 port force/déformation est choisi de manière à donner au clapet une fréquence de vibration propre plusieurs fois supérieure à la fréquence maximale des oscillations liées à un changement de direction de l'objet sur lequel est monté ledit dispositif de commande. 25 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite barre de torsion élastique est une tige rectiligne fixée à la cage et orientée parallèlement à l'axe de pré cession. 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, 30 caractérisé en ce que ladite tige constitue un support du clapet, ledit clapet ayant des longueurs égales de part et d'autre de ladite tige, et étant orienté dans un plan contenant l'axe de précossion, et les buses sont placées de part et d'autre de l'axe de précession et sont orientées vers le/fclapet. 35 4. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les buses sont espacées du clapet d'une distance ne permettant pas un déplacement dudit clapet supérieur à une minute angulaire. 72 08286 6 2132638 5. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des organes constituant une butée pour le clajiet, sensiblement sur l'axe de précession et sur le coté opposé des buses, 5 pour résister à la réaction résultant de la pression combinée du fluide sortant des deux buses. 6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits organes de butée sont réglables par rapprochement et éloignement de l'axe de précession afin 10 de faire varier la pression moyenne dans les buses. 7. Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que la barre de torsion élastique se comporte aussi comme une poutrelle déformable par flexion pour permettre l'ajustement des organes de butée. 15 8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la buse de commande du rotor est fixée rigidement au bâti et orientée en direction de la surface latérale du rotor, en un point situé sur l'axe de précession.